Question

某工廠用FeCl₃溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產印刷電路．其化學原理為：2FeCl₃+Cu→2FeCl₂+CuCl₂．某實驗小組的同學對該廠生產印刷電路后所得的廢液進行了分析：取50.00mL 廢液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，析出沉淀43.05g．（假設反應前后溶液的體積變化均忽略不計）請回答：
（1）該廠使用的FeCl₃溶液（原來的）物質的量濃度

 

．
（2）若向250.00mL廢液中加入足量的銅粉，充分反應后，銅粉質量減輕9.6g．
①充分反應后的溶液中Cu²⁺的物質的量為

 

．
②原廢液中各金屬陽離子的物質的量濃度之比為

 

．
（要求：寫出的金屬陽離子與其物質的量濃度數值一一對應）

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀43.05g為AgCl質量，根據氯元素守恒計算溶液中n（FeCl₃），根據c=

n

V

計算原廢液中c（FeCl₃）；
（2）①若向250.00mL廢液中加入足量的銅粉，充分反應后，鐵離子完全反應，根據該廠使用的FeCl₃溶液濃度和體積可計算鐵離子的物質的量，再根據得失電子守恒計算、原子守恒計算反應后溶液中銅離子的物質的量；
②計算9.6g銅的物質的量為0.15mol，則250ml廢液中含有Cu²⁺為0.25mol-0.15mol=0.1mol，由2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺計算生成0.1molCu²⁺時，反應后剩余的n（Fe³⁺）以及生成的n（Fe²⁺）．

解答： 解：（1）廢液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀43.05g為AgCl質量，其物質的量=

43.05g

143.5g/mol

=0.3mol，根據氯元素守恒，原溶液中n（FeCl₃）=

1

3

n（AgCl）=

1

3

×0.3mol=0.1mol，故原廢液中c（FeCl₃）=

0.1mol

0.05L

=2mol/L，
故答案為：2mol/L．
（2）①250ml該廠使用的FeCl₃溶液中n（Fe³⁺）=n（FeCl₃）=2 mol/L×0.25 L=0.5mol，與銅反應得到電子為0.5mol，同時有0.25mol銅失去0.5mol電子變?yōu)殂~離子，
故答案為：0.25mol；
②9.6g銅的物質的量為

9.6g

64g/mol

=0.15mol，則250ml廢液中含有Cu²⁺為0.25mol-0.15mol=0.1mol．由2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可知，
0.5molFe³⁺反應生成0.1molCu²⁺時消耗Fe³⁺0.2mol、生成0.2molFe²⁺，則廢液中c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）：n（Cu²⁺）=0.3mol：0.2mol：0.1mol=3：2：1，
故答案為：c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=3：2：1．

點評：本題考查了溶液中離子濃度的大小計算，題目難度一般，注意運用得失電子守恒、原子守恒或離子反應方程式進行計算．