Question

某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路．实验小组的同学对生产印刷电路板的废液成分进行了如下探究：
①取少量废液，滴加KSCN溶液显红色．
②取10mL废液，加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀8.6l g．
③另取10mL废液，加入一定质量的铜片，充分反应后，测得铜片的质量减少了0.256g再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色．
根据探究实验完成下列各题：
发生反应的化学方程式为：
（1）写出用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板反应的离子方程式

 

（2）废液中含有的金属离子是

 

．
（3）根据有关数据计算（写出计算过程，无过程不得分）
①该厂使用的FeCl₃溶液中溶质的物质的量浓度为

 

mol/L
②10mL废液中铜离子的物质的量是

 

mol．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,化学方程式的有关计算,铁盐和亚铁盐的相互转变

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：①取少量废液，滴加KSCN溶液显红色，说明废液中含有铁离子；
②取10mL废液，加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀8.6l g，FeCl₃和AgNO₃发生复分解反应生成AgCl沉淀，n（AgCl）=

8.61g

143.5g/mol

=0.06mol，根据氯原子守恒得n（Cl^-）=0.06mol；
③另取10mL废液，加入一定质量的铜片，充分反应后，测得铜片的质量减少了0.256g，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色，说明铜完全和铁离子反应生成铜离子、亚铁离子，n（Cu）=

0.256g

64g/mol

=0.004mol，
根据2 Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺知，n（ Fe³⁺）=2n（Cu）=2×0.004mol=0.008mol，
因为铁离子部分被Cu还原，所以溶液中还有铜离子和亚铁离子，且铜离子和亚铁离子的物质的量之比为1：2，
溶液呈电中性，则遵循电荷守恒，所以n（Cl^-）=3n（ Fe³⁺）+2n（Cu²⁺）+2n（Fe²⁺），n（Cu²⁺）+n（Fe²⁺）=

0.06-3×0.008

2

mol=0.018mol，铜离子和亚铁离子的物质的量之比为1：2，所以n（Cu²⁺）=0.006mol、n（Fe²⁺）=0.012mol；
再结合题目分析解答．

解答： 解：①取少量废液，滴加KSCN溶液显红色，说明废液中含有铁离子；
②取10mL废液，加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀8.6l g，FeCl₃和AgNO₃发生复分解反应生成AgCl沉淀，n（AgCl）=

8.61g

143.5g/mol

=0.06mol，根据氯原子守恒得n（Cl^-）=0.06mol；
③另取10mL废液，加入一定质量的铜片，充分反应后，测得铜片的质量减少了0.256g，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色，说明铜完全和铁离子反应生成铜离子、亚铁离子，n（Cu）=

0.256g

64g/mol

=0.004mol，
根据2 Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺知，n（ Fe³⁺）=2n（Cu）=2×0.004mol=0.008mol，
因为铁离子部分被Cu还原，所以溶液中还有铜离子和亚铁离子，且铜离子和亚铁离子的物质的量之比为1：2，
溶液呈电中性，则遵循电荷守恒，所以n（Cl^-）=3n（ Fe³⁺）+2n（Cu²⁺）+2n（Fe²⁺），n（Cu²⁺）+n（Fe²⁺）=

0.06-3×0.008

2

mol=0.018mol，铜离子和亚铁离子的物质的量之比为1：2，所以n（Cu²⁺）=0.006mol、n（Fe²⁺）=0.012mol；
（1）氯化铁具有氧化性，能和Cu发生氧化还原反应生成氯化亚铁、氯化铜，离子方程式为2 Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案为：2 Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）通过以上分析知，废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，故答案为：Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺；
（3）①根据铁原子守恒得C（Fe³⁺）=

0.008mol+0.012mol

0.01L

=2mol/L，根据铁原子守恒得C（Fe³⁺）=n（FeCl₃）=2mol/L，所以该厂使用的溶液中溶质的物质的量浓度为2mol/L，故答案为：2；
②通过以上分析知，10mL废液中铜离子的物质的量是0.006mol．

点评：本题以氯化铁为载体考查氧化还原反应的计算，侧重考查分析计算能力，根据原子守恒、电荷守恒计算溶液中物质浓度，要注意隐含条件：溶液中铜离子和亚铁离子的关系，为易错点，题目难度中等．