Question

现有浓度各为1mol?L^-1的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂混合溶液100mL，加入一定量的铁粉，对下列各情况填空（已知：氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺）．
（1）反应完毕，铁粉有剩余．反应后的溶液中一定含

Fe²⁺

阳离子．
（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余．反应后的溶液中一定含

Fe²⁺

阳离子，该阳离子在溶液中物质的量的范围是

0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol

；反应后的溶液中可能含

Cu²⁺

阳离子．
（3）反应完毕后，无固体沉积物存在，反应后的溶液中一定含

Fe²⁺

和

Cu²⁺

阳离子．

Answer 1

分析：（1）铁粉有剩余，根据离子氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，溶液中一定存在亚铁离子；
（2）根据有铜生成，铁粉无剩余及离子的氧化性分析反应后一定存在和可能存在的离子；采用极限法计算亚铁离子的物质的量范围；
（3）无固体沉积物存在，说明铁粉不足，溶液中的铜离子没有参与反应．

解答：解：（1）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⁺，
故答案为：Fe²⁺；
（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余，溶液中的铁离子完全反应，铜离子可能完全反应，有可能部分反应，反应后的溶液中一定存在亚铁离子，可能含有铜离子；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，若铁离子和亚铜离子恰好完全被铁粉还原，此时溶液中的亚铁离子的物质的量有最大值，根据反应：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+1.5mol=3.5mol；由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，当铁离子被还原，铜离子刚开始反应，亚铁离子有最小值，n（Fe²⁺）=n_原有（Fe²⁺）+

3

2

n（Fe³⁺）=0.1mol+1.5mol=2.5mol，由于有铜生成，所以溶液中铁离子一定大于2.5mol，亚铁离子在溶液中的范围为：0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol，
故答案为：Fe²⁺；0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol； Cu²⁺；
（3）反应完毕后，无固体沉积物存在，说明溶液中的铜离子没有参加反应，铁离子可能恰好反应，有可能有剩余，反应后的溶液中一定存在Fe²⁺和Cu²⁺，故答案为：Fe²⁺； Cu²⁺．

点评：本题考查了铁盐和亚铁盐的转变，题目难度中等，注意溶液中铁离子、铜离子和亚铁离子的氧化性关系，本题中的（2）为易错点，注意讨论亚铁离子物质的量的范围的方法，本题侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养．