Question

金屬銅能被FeCl₃的濃溶液腐蝕，其化學反應是：Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+CuCl₂。

現將有銅的印刷線路板浸入120mLFeCl₃的濃溶液中，有9.6gCu被腐蝕掉。取出印刷線路板，向溶液中加入8.4g鐵粉，經充分反應，溶液中還存在4.8g不溶物。則：

（1）溶液中存在那些離子？

（2）離子的濃度各是多少？（設溶液體積不變）

Answer 1

（1）溶液中存在的離子為：Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-。

（2）Cu²⁺：0.625mol/L，Fe²⁺：5mol/L，Cl⁺11.25mol/L。

解析:

存在的不溶物有兩種可能：一可能是鐵、銅混合物，二可能只是鐵。若為鐵、銅混合物，則溶液中的Cu²⁺必然全部析出，即不溶物的質量大于9.6g，顯然錯誤，故不溶物為Cu。

所以：（1）溶液中存在的離子為：Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-。

（2）溶液中n（Cu²⁺）=（9.6g-4.8g）÷64g/mol=0.075mol

Cu²⁺的物質的量濃度為：0.075mol÷0.12L=0.625mol/L

設被還原的Fe³⁺的物質的量為x：

根據Fe³⁺得電子數與Fe、Cu失電子數相等，列式為：

x×1=（8.4g÷56g/mol）×2+0.075mol×2=0.45mol

溶液中n（Fe³⁺）=8.4g÷56g/mol+0.45mol=0.6mol

Fe²⁺的物質的量濃度為：0.6mol÷1.2L=5mol/L

Cl⁺的物質的量濃度為：0.625mol/L×2+5mol/L×2=11.25mol/L。