Question

16．某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路（已知发生的反应为：2FeCl_3⁺Cu→2FeCl₂+CuCl₂）．课外活动小组为确认生产后的废液的组成，进行如下实验：（1）取10mL废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀 8.61g．（2）另取10mL废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.256g．下列关于原废液及其形成的判断正确的是（　　）

• A． c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：1
• B． c（Fe³⁺）：c（Cu²⁺）=4：3
• C． c（CI^-）=6mol/L，c（Fe²⁺）=0.6mol/L
• D． 该绝缘板腐蚀后质量减少0.384g

Answer 1

分析 废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀8.61g，沉淀为AgCl，根据n=$\frac{m}{M}$计算AgCl的物质的量，根据氯元素守恒计算溶液中n（Cl^-），再根据c=$\frac{n}{V}$计算原废液中c（Cl^-）；废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.256g，说明溶液中含有Fe³⁺，根据铜片减少的质量结合方程式计算溶液中Fe³⁺的物质的量，进而计算原废液中c（Fe ³⁺）；由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根据电荷守恒，原废液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Cl^-），据此计算原废液中c（Fe²⁺）、c（Cu²⁺）．

解答 解：（1）取10mL废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀 8.61g，沉淀为AgCl，n（Cl^-）=$\frac{8.61g}{143.5g/mol}$=0.06mol，c（Cl^-）=6mol/L，阴离子只此一种，带负电荷量也是0.06mol，则没加含铜绝缘板时应含有Fe³⁺ 0.02mol（电荷守恒）；
由（2）加含铜绝缘板后就会发生Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，Fe³⁺减少，Cu²⁺、Fe²⁺增加，但是正电荷的物质的量还是0.06mol，铜片质量减少了0.256g，即$\frac{0.256g}{64g/mol}$=0.004mol，令10mL废液中Fe³⁺为nmol，则：
2FeCl₃ +Cu═2FeCl₂+CuCl₂
2      1
nmol  0.004
故n=0.008mol，所以原废液中c（Fe³⁺）=$\frac{0.008mol}{0.01L}$=0.8mol/L，
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根据电荷守恒，原废液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Cl^-），原废液中c（Cl^-）=6mol/L，故3×0.8+2c（Fe²⁺）+2×$\frac{1}{2}$c（Fe²⁺）=6，解得c（Fe²⁺）=1.2mol/L，则c（Cu²⁺）=0.6mol/L，故原废液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=1.2mol/L：0.8mol/L=3：2，c（Fe³⁺）：c（Cu²⁺）=0.8mol/L：0.6mol/L=4：3
A．由以上分析可知原废液中c（Fe²⁺）：c（Fe³⁺）=3：2，故A错误；
B．由上述分析可知，c（Fe³⁺）：c（Cu²⁺）=4：3，故B正确；
C．由上述分析可知，c（Cl^-）=6mol/L，c（Fe²⁺）=1.2mol/L，故C错误；
D．该绝缘板腐蚀后减少的质量，即是参加反应的铜的质量，原废液中c（Cu²⁺）=0.6mol/L，但是原废液的总体积不知道，所以无法计算Cu的总物质的量和质量，故D错误；
故选B．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，把握发生的化学反应及电荷守恒、原子守恒为解答的关键，侧重分析能力、计算能力的考查，题目难度较大．