Question

15．某工廠用FeCl₃溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產印刷電路．某課外活動小組為確定反應后的廢液組成，進行如下實驗：（1）取100.00mL反應后的廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀12.915g．（2）另取100.00mL反應后的廢液加入過量銅片充分反應，銅片質量減少了0.32g．下列關于反應后的廢液組成判斷正確的是（　　）

• A． 只含有Fe²⁺、Cu²⁺、Clˉ，不含有Fe³⁺
• B． c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=1：1
• C． c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）=1：3
• D． c（Clˉ）=0.9mol/L，c（Fe³⁺）=0.1mol/L

Answer 1

分析 廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀12.915g，沉淀為AgCl，計算AgCl的物質的量，根據氯元素守恒計算溶液中n（Clˉ），再根據c=$\frac{n}{V}$計算原廢液中c（Clˉ）；
廢液放入銅片充分反應，銅片質量減少了0.32g，說明溶液中含有Fe³⁺，根據銅片減少的質量結合方程式計算溶液中Fe³⁺的物質的量，進而計算原廢液中c（Fe ³⁺）；
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根據電荷守恒，原廢液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Clˉ），據此計算原廢液中c（Fe²⁺）、c（Cu²⁺）．

解答 解：A．廢液放入銅片充分反應，銅片質量減少了0.32g，說明溶液中含有Fe³⁺，結合反應2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液一定含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Clˉ，故A錯誤；
B．由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），即c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=2：1，故B錯誤；
C．廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀 12.915g，沉淀為AgCl，故n（AgCl）=$\frac{12.915g}{143.5g}$=0.09mol，原廢液中c（Clˉ）=$\frac{0.09mol}{0.1L}$=0.9mol/L，
廢液放入銅片充分反應，銅片質量減少了0.32g，物質的量為$\frac{0.32g}{64g/mol}$=0.005mol，令100mL廢液中Fe³⁺為nmol，則：
2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
2      1
nmol 0.005mol
故n=0.010mol，所以原廢液中c（Fe ³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原廢液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根據電荷守恒，原廢液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Clˉ），原廢液中c（Clˉ）=0.9mol/L，故3×0.1mol/L+2c（Fe²⁺）+c（Fe²⁺）=0.9mol/L，解得c（Fe²⁺）=0.2mol/L，故原廢液中c（Fe²⁺）：c（Fe ³⁺）=0.2mol/L：0.1mol/L=2：1，故C錯誤；
D．由C中分析可知，c（Clˉ）=0.9mol/L，c（Fe³⁺）=0.1mol/L，故D正確；
故選D．

點評 本題考查根據方程式的計算、混合溶液的有關計算等，難度中等，注意電荷守恒的運用．