Question

1．某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，发生反应的化学方程式为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂．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100mL废液，加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀43.05g．
③另取100mL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2.56g，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色．
根据探究实验得出结论：
（1）废液中含有的金属离子是Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺．
（2）100mL废液中Cl^-的物质的量是0.3mol．
（3）原100mL废液中铜离子的物质的量浓度是0.1mol/L．

Answer 1

分析 ①滴加KSCN溶液显红色，废液中一定存在Fe³⁺；
②沉淀43.05g为氯化银，物质的量是$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol；
③铜片的质量减少了2.56g，参加反应的铜的物质的量是$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，
（1）根据以上分析判断出废液中含有的金属离子；
（2）根据氯离子守恒，由②中氯化银的物质的量进行计算；
（3）根据反应 2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺ 和氯化铁的物质的量，计算出氯化铁完全反应消耗的铜的物质的量，③中消耗了铜0.04mol，从而计算出废液中的铜离子的物质的量．

解答 解：①滴加KSCN溶液显红色，废液中一定存在Fe³⁺；
②沉淀43.05g为氯化银，物质的量是$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol；
③发生了反应：2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺； 参加反应的铜的物质的量是$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，故n（Fe³⁺）=0.08mol；
（1）滴加KSCN溶液显红色，废液中一定存在Fe³⁺，由反应2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺可知，废液中含有的金属离子是：Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，
故答案为：Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺；
（2）根据氯离子守恒，n（Cl^-）=n（AgCl）=0.3mol，
故答案是：0.3mol；
（3）原溶液中含有的氯化铁的物质的量是：$\frac{n（C{l}^{-}）}{3}$=0.1mol，根据反应2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺，氯化铁能够消耗0.05molCu，由于③中只消耗了0.04molCu，故100mL废液中Cu²⁺的物质的量是：0.05mol-0.04mol=0.01mol，c（Cu²⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；
故答案为：0.1mol/L．

点评 本题以氯化铁为载体考查了离子反应、氧化还原反应的计算，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等，注意把握氯化铁与铜的反应、以及原子守恒在计算中的应用方法．