Question

1．在200mL FeCl₃和FeCl₂混合液中加入0.56g鐵粉，恰好完全反應，使溶液中無Fe³⁺，此時向溶液中通入適量的氯氣，正好將溶液中的Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，再繼續向溶液中滴加足量的硝酸銀溶液得到白色沉淀43.05g．求原混合液中FeCl₃和FeCl₂的物質的量濃度．

Answer 1

分析 根據n=$\frac{m}{M}$計算出0.56g鐵粉、43.05g氯化銀的物質的量；混合液中加入鐵粉的反應為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反應后無鐵離子，可根據反應方程式計算出原溶液中氯化鐵的物質的量；向反應后的溶液中通入氯氣，此時溶質為氯化鐵，根據氯離子的物質的量可計算出最終得到氯化鐵的物質的量，再根據鐵元素守恒計算出原溶液中氯化亞鐵的物質的量，最后根據c=$\frac{n}{V}$分別計算出原溶液中FeCl₃和FeCl₂的物質的量濃度．

解答 解：0.56g鐵粉的物質的量為：$\frac{0.56g}{56g/mol}$=0.01mol，混合液中加入0.01mol鐵粉后恰好完全反應，溶液中無Fe³⁺，根據反應Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺可知，0.01mol鐵完全反應消耗了0.02mol鐵離子，則原溶液中含有0.02molFeCl₃，濃度為：c（FeCl₃）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L；
生成的43.05g沉淀為AgCl，其物質的量為：$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol，則通入氯氣后的溶液中含有0.3molCl^-；
由于向溶液中通入氯氣后正好將溶液中的Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺，反應后溶質為FeCl₃，根據氯原子守恒可知FeCl₃的物質的量為：n（FeCl₃）=$\frac{1}{3}$n（Cl^-）=0.1mol，
根據鐵元素守恒可知，原溶液中含有FeCl₂的物質的量為：n（FeCl₂）=0.1mol-0.02mol-0.01mol=0.07mol，
原溶液中FeCl₂的濃度為，c（FeCl₂）=$\frac{0.07mol}{0.2L}$=0.35mol/L，
答：原混合液中FeCl₃和FeCl₂的物質的量濃度分別為0.1mol/L、0.35mol/L．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．