Question

现有浓度均为1 mol·L^-1的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液各100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空：
（1）反应完毕后，铁粉有剩余。
①反应完毕后，溶液中一定含有_____________阳离子，为_____________mol，一定没有?_____________?阳离子；
②固体物质干燥后，其中一定有_____________，与反应前加入铁粉质量相比_____________（填“多”或“少”）_____________g。
（2）反应完毕后，有铜生成，铁粉无剩余。则反应完毕后溶液一定含有_____________阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量范围是_____________。

Answer 1

（1）Fe²⁺  0.35  Fe³⁺、Cu²⁺
②Fe、Cu 少  2
（2）Fe²⁺  0.25 mol＜n（Fe²⁺）≤0.35 mol

混合液中n（FeCl₃）=n（FeCl₂）=n（CuCl₂）="0.1" mol，加入铁粉后能发生如下反应：
Fe+2Fe³⁺====3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺====Fe²⁺+Cu
（1）铁粉过量时，Fe³⁺和Cu²⁺完全反应且生成单质Cu。Fe+2Fe³⁺====3Fe²⁺反应产生的n（Fe²⁺）="0.15" mol，消耗n（Fe）="0.05" mol；
Fe+Cu²⁺====Fe²⁺+Cu产生的n（Fe²⁺）="0.1" mol，消耗n（Fe）="0.1" mol，置换出Cu 0.1 mol。
所以溶液中n（Fe²⁺）="0.1" mol+0.15 mol+0.1 mol="0.35" mol
消耗Fe与置换出Cu的质量差为（0.1 mol+0.05 mol）×56 g·mol^-1-0.1 mol×64 g·mol^-1="2" g。
（2）采用“极端假设法”分析。若Cu²⁺不反应，溶液中n（Fe²⁺）="0.1" mol+0.15 mol="0.25" mol；若Cu²⁺完全反应，溶液中n（Fe²⁺）="0.35" mol。所以0.25 mol＜n（Fe²⁺）≤0.35 mol。