Question

8．當140g鐵粉跟213g氯氣充分反應后，加入適量的水，完全溶解后無殘余固體，加水稀釋至2L．
（1）求溶液中氯化鐵（FeCl₃）的物質的量濃度
（2）若要求溶液中只含溶質氯化鐵（FeCl₃），還需在此溶液中通入標準狀況下的氯氣多少升？

Answer 1

分析 （1）n（Fe）=$\frac{140g}{56g/mol}$=2.5mol，n（Cl₂）=$\frac{213g}{71g/mol}$=3mol，Fe與氯氣發生反應：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃，3mol氯氣完全反應需要2molFe，故反應后剩余0.5molFe，溶于水發生反應：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，結合方程式計算參加反應的FeCl₃的物質的量，進而計算溶液中FeCl₃的物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算；
（2）溶液中只含溶質氯化鐵（FeCl₃），根據氯原子守恒計算需要氯氣總物質的量，進而計算需要通入的氯氣物質的量，再根據V=nV_m計算．

解答 解：（1）n（Fe）=$\frac{140g}{56g/mol}$=2.5mol，n（Cl₂）=$\frac{213g}{71g/mol}$=3mol，Fe與氯氣發生反應：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃，3mol氯氣完全反應需要2molFe，氯氣不足，生成為FeCl₃為3mol×$\frac{2}{3}$=2mol，反應后剩余Fe為2.5mol-2mol=0.5mol，
溶于水發生反應：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，可知0.5molFe可以消耗FeCl₃的物質的量為0.5mol×2=1mol，故溶液中FeCl₃的物質的量2mol-1mol=1mol，則溶液中FeCl₃的物質的量濃度為$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
答：溶液中FeCl₃的物質的量濃度為0.5mol/L；
（2）溶液中只含溶質氯化鐵（FeCl₃），根據氯原子守恒，需要氯氣總物質的量為$\frac{2.5mol×3}{2}$=3.75mol，故需要通入的氯氣物質的量為3.75mol-3mol=0.75mol，標準狀況下通入氯氣的體積為0.75mol×22.4L/mol=16.8L，
答：標準狀況下通入氯氣的體積為16.8L．

點評 本題考查化學方程式計算，涉及過量計算，掌握元素化合物性質是關鍵，難度不大，（2）中注意利用守恒法解答．