Question

电子工业上常用氯化铁溶液腐蚀铜来制印刷电路板．现将有一定量铜的印刷电路板放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量浓度相等．
（1）写出铜与氯化铁反应的离子方程式：______；
（2）溶液中Cu²⁺和Fe³⁺的物质的量浓度之比为______；
（3）若再向上述所得溶液中加入一定量铜粉，经充分反应后，溶液中金属阳离子只有Cu²⁺和Fe²⁺，此时Cu²⁺和Fe²⁺物质的量浓度之比为______．

Answer 1

解：（1）铜与铁离子反应生成铜离子与亚铁离子，根据电子转移守恒可知，铜与铁离子的物质的量之比（3-2）：2=1：2，离子方程式为Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，
故答案为：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）令开始溶液中氯化铁的物质的量为1mol，则加入铜反应后，溶液中Fe²⁺和Fe³⁺物质的量浓度相等，则二者物质的量相等，根据铁元素守恒，可知溶液中n（Fe²⁺）=n（Fe³⁺）=0.5mol，根据电子转移守恒可知，2n（Cu²⁺）=n（Fe²⁺）=0.5mol，所以n（Cu²⁺）=0.25mol，物质的量浓度之比等于物质的量之比，所以溶液中Cu²⁺和Fe³⁺的物质的量浓度之比为0.25mol：0.5mol=1：2，故答案为：1：2；
（3）发生反应Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，由方程式可知Fe³⁺完全反应，溶液中Cu²⁺和Fe²⁺的物质的量之比为1：2，物质的量浓度之比等于物质的量之比，所以Cu²⁺和Fe²⁺物质的量浓度之比为1：2，故答案为：1：2．
分析：（1）铜与铁离子反应生成铜离子与亚铁离子，根据氧化还原反应配平书写离子方程式；
（2）令开始溶液中氯化铁的物质的量为1mol，则加入铜反应后溶液中n（Fe²⁺）=n（Fe³⁺）=0.5mol，根据电子转移守恒知2n（Cu²⁺）=n（Fe²⁺）=0.5mol，故n（Cu²⁺）=0.25mol．物质的量浓度之比等于物质的量之比；
（3）反应为Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，由方程式可知Fe³⁺完全反应，溶液中Cu²⁺和Fe²⁺的物质的量之比为1：2，物质的量浓度之比等于物质的量之比．
点评：本题考查离子方程式书写与计算，难度不大，掌握离子方程式的书写原则．