Question

8．在硫酸鐵溶液中，加入a g銅完全溶解后再加入b g鐵，充分反應后得到c g殘余固體，下列說法中正確的有
（　　）
①若a＞c，則殘余固體是鐵和Cu的混合物  
②若a＞c，則最終溶液中一定有Fe²⁺、和Cu²⁺
③若a＞c，則最終溶液中一定沒有Fe³⁺
④若a＜c，則最終溶液中可能有Cu²⁺
⑤若a＜c，則最終溶液中一定有Fe²⁺．

• A． 0項
• B． 1項
• C． 2項
• D． 3項

Answer 1

分析 在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，向盛有FeCl₃溶液的燒杯內分別加入鐵粉和銅粉，鐵能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，銅能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵和銅，利用此知識解決即可．

解答 解：此題中發生的化學反應有三個，方程式如下：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu；2FeCl₃+Fe=3FeCl₂     
依元素守恒可知
    步驟一：ag銅完全溶解后，變為ag銅離子，
    步驟二：若加入的鐵足夠多的話，可將溶液中的銅離子全部變回金屬銅（ag）甚至還會有鐵剩余，此時，殘余固體（cg）應大于或等于ag，
    依題意：a＞c可知，加入的鐵是不足量的，此時溶液中還有部分銅未完全置換出來．
    結論1：剩余固體為Cu，不可能有Fe剩，溶液中不可能存在Fe³⁺離子，故①錯誤、③正確，
    步驟三：根據方程式可知，溶液中一定有Fe²⁺，因上述推導可知，溶液中還應有Cu²⁺剩余，由方程式1可知，Cu與Fe³⁺是不能共存的，剩余固體中有Cu，則溶液中必無Fe³⁺
    結論2：充分反應后剩余固體為Cu，而溶液中含FeCl₂和CuCl₂，②正確；
當a＜c可知，cg中含有銅，同時鐵過量，溶液中不可能含銅離子，鐵離子被還原為亞鐵離子，最終溶液中一定有Fe²⁺．故④錯誤、⑤正確；
所以有三組正確，
故選D

點評 本題考查了金屬活動性順序的應用，完成此題，可以依據金屬活動性順序及其意義進行，要注意根據鐵和銅的活動性強弱確定反應的先后順序，題目難度中等．