Question

现有浓度分别为1mol/L的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂混合溶液100mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空．
（1）充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu²⁺，则溶液中一定含有的金属离子还有

 

，该离子在溶液中的物质的量范围为

 

，可能含有的金属或金属离子为

 

．
（2）反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为

 

，为

 

mol，一定没有的金属离子为

 

．
（3）若向FeCl₃溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为

 

．
（4）某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质：S，H₂S，HNO₃，NO，H₂O．该反应的化学方程式为

 

；若反应过程中转移了0.3mol电子，则氧化产物的质量是

 

g；生成的气体在标况下的体积是

 

L．

Answer 1

考点：铁的化学性质,化学方程式的有关计算

专题：元素及其化合物

分析：（1）溶液中还有一定量的Cu²⁺，根据离子氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，则Fe不足，采用极限法计算亚铁离子的物质的量范围；
（2）铁粉有剩余，Fe³⁺、Cu²⁺均完全反应；
（3）向FeCl₃溶液中加入适量氢碘酸，发生氧化还原反应生成碘、氯化亚铁；
（4）H₂S具有还原性，HNO₃具有氧化性，二者发生氧化还原反应．

解答： 解：（1）氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，溶液中还有一定量的Cu²⁺，所以Fe不足，反应后溶液还存在Fe²⁺，浓度各为1mol?L^-1的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂混合溶液100mL，溶液中FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的物质的量均为0.1mol，只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，最大值为：n（Fe²⁺）=n_原有（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）+

3

2

n（Fe³⁺）=0.1mol+0.1mol+0.15mol=0.35mol，则0.1 mol＜n（Fe²⁺）＜0.35 mol，若只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，溶液中可能含Fe³⁺，若发生了Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，可能含金属Cu，
故答案为：Fe²⁺；0.1 mol＜n（Fe²⁺）＜0.35 mol；Cu或Fe³⁺；
（2）由于铁粉有剩余，且氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，所以溶液中Cu²⁺和Fe³⁺完全与铁粉反应，反应后溶液中只存在Fe²⁺，n（Fe²⁺）=n_原有（Fe²⁺）+n（Cu²⁺）+

3

2

n（Fe³⁺）=0.1mol+0.1mol+0.15mol=0.35mol，
故答案为：Fe²⁺；0.35；Fe³⁺、Cu²⁺；
（3）向FeCl₃溶液中加入适量氢碘酸，发生氧化还原反应生成碘、氯化亚铁，发生的离子反应为2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，故答案为：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；
（4）H₂S具有还原性，HNO₃具有氧化性，二者发生氧化还原反应为3H₂S+2HNO₃=3S+2NO↑+4H₂O，S元素的化合价升高，转移6mol电子生成3mol氧化产物S，则反应过程中转移了0.3mol电子，则氧化产物的质量是0.3mol×

3

6

×32g/mol=4.8g；生成的气体在标况下的体积是0.3mol×

2

6

×22.4L/mol=2.24L，
故答案为：3H₂S+2HNO₃=3S+2NO↑+4H₂O；4.8；2.24．

点评：本题考查铁的化学性质及氧化还原反应的计算，为高频考点，把握氧化性的强弱及反应的先后顺序为解答的关键，注意结合氧化还原反应方程式计算，题目难度中等．