Question

14．現將有銅的印刷線路板浸入120mL氯化鐵濃溶液中，有9.6g銅被腐蝕掉．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不溶解的物質．（設溶液體積不變，且不考慮金屬離子水解）．請回答下列問題：
（1）充分反應后，溶液中存在4.8g不溶物的成分為Cu（用化學式表示）．
（2）充分反應后溶液中一定不存在的金屬離子為Fe³⁺．
（3）比較Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的氧化性大小：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺．
（4）試計算最后溶液中Fe²⁺離子的物質的量濃度5.0mol/L．

Answer 1

分析 （1）依據Cu+2FeCl₃═CuCl₂+2FeCl₂計算即可；
（2）反應順序是Fe先和過量的Fe³⁺反應，再置換部分Cu²⁺，據此回答判斷；
（3）氧化還原反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性，據此回答；
（4）利用物質的量守恒以及電子得失守恒計算即可．

解答 解：（1）加入Fe粉前，溶液中有Cu²⁺，Fe²⁺，Cl^-，可能還有Fe³⁺，8.4gFe為0.15mol，9.6gCu為0.15mol，若無Fe³⁺，那么Fe恰好把9.6gCu全部置換，現在只有4.8g不溶物，所以不可能為Fe，只能是Cu，故答案為：Cu；
（2）反應順序是Fe先和過量的Fe³⁺反應，再置換部分Cu²⁺，溶液中一定不存在的金屬離子為Fe³⁺，存在Cl^-、Fe²⁺、Cu²⁺，故答案為：Fe³⁺；
（3）由化學方程式Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性，即溶液中離子氧化性Fe³⁺大于Cu²⁺，根據金屬活動順序表，Cu²⁺＞Fe²⁺，所以氧化性順序是：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，
故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺；
（4）加入Fe，反應順序是Fe先和過量的Fe³⁺反應，再置換部分Cu²⁺，所以存在Cl^-，Fe²⁺，Cu²⁺；溶液中剩余的Cu元素為9.6-4.8=4.8g，0.075mol，綜合來看，溶液中是4.8gCu和8.4gFe恰好完全還原了Fe³⁺，Cu失電子為0.15mol，Fe失電子0.3mol，合計0.45mol，所以原有Fe³⁺0.45mol，最后所有的Fe元素都變成Fe²⁺，故[Fe²⁺]=$\frac{0.15+0.45}{0.12}$mol/L=5.0mol/L，
故答案為：5.0．

點評 本題主要考查的是銅以及鐵之間的轉化關系、計算，側重于考查學生的分析問題、解決問題的能力，題目難度中等，注意把握發生的反應以及各物質之間的關系．