Question

13．向100ml 2mol•L^-1FeCl₃溶液中加入6g銅粉，完全溶解后，再加入a g鐵粉，充分反應后得到b g固體．
（1）寫出加入6g銅粉時，溶液中發生反應的離子方程式Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺
（2）若b＞6，則最后得到的溶液中一定含有的金屬陽離子是Fe²⁺
（3）若b=6，則a=5.6．

Answer 1

分析 FeCl₃溶液與銅反應的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，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，向溶液中加入鐵粉，若溶液中還剩有三價鐵，鐵粉先與三價鐵反應，再與銅離子反應，從溶液中置換出固體銅，利用此知識解答即可．

解答 解：（1）向100ml 2mol•L^-1FeCl₃溶液中加入6g銅粉，完全溶解，發生的化學反應：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）完全溶解后，再加入a g鐵粉，充分反應后得到b g固體，若銅很少，發生的反應有：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺；若銅很多發生的反應有：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，說明最后得到的固體肯定有銅，當b＞6時，溶液中的銅離子全部析出，則最后得到的溶液中一定含有的金屬陽離子是亞鐵離子，
故答案為：Fe²⁺；
（3）三價鐵物質的量為2mol/L×0.1L=0.2mol，銅的物質的量為$\frac{6g}{64g/mol}$=0.09375mol，則消耗的三價鐵為0.09375mol×2=0.1875mol，溶液中余下的三價鐵為0.2mol-0.1875mol=0.0125mol，生成的銅離子為0.09375mol，再加入鐵粉ag，三價鐵氧化性更強，先發生的反應是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，則消耗鐵的物質的量為0.0125mol×$\frac{1}{2}$=0.00625mol，再發生反應：Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，充分反應后得到bg固體，b=6，說明溶液中的銅全部析出，參加反應的鐵為0.09375mol，則共消耗鐵（0.09375mol+0.00625mol）×56g/mol=5.6g，
故答案為：5.6g．

點評 本題考查了金屬活動性順序的應用，要注意根據鐵和銅的活動性強弱確定反應的先后順序，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力，有一定難度．