考點(diǎn):實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算
專題:科學(xué)探究,綜合計算(圖像型、表格型、情景型計算題)
分析:Ⅰ、根據(jù)在金屬活動性順序中,鐵在銅的前面,鐵能與銅鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng),向裝有氯化鐵溶液的燒杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,則鐵優(yōu)先與氯化鐵發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵,然后銅與氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵進(jìn)行解答;
Ⅱ、鐵的還原性強(qiáng)于銅,所以Fe
3+先和鐵反應(yīng)Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,反應(yīng)完全后Fe
3+有剩余,再與銅反應(yīng)Cu+2Fe
3+=Fe
2++Cu
2+,能剩余的固體可以是銅,可以是鐵和銅,從第②組數(shù)據(jù)中可以得出FeCl
3溶液全部參與反應(yīng),100mL FeCl
3溶液能溶解金屬質(zhì)量13.2g-1.28g=11.92g,大于第①組溶解的金屬質(zhì)量,故第①組金屬完全反應(yīng)、FeCl
3有剩余,第②組實(shí)驗(yàn)中FeCl
3溶液全部參與反應(yīng),其物質(zhì)的量為=0.1L×4mol/L=0.4mol,假設(shè)只發(fā)生Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為0.2mol,則溶解的Fe的質(zhì)量為0.2mol×56g/mol=11.2g<11.92g,所以同時也有一部分Cu溶解,所以剩余的固體全部為Cu;
第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng),剩余12.8g為Cu,合金中Fe與Cu的質(zhì)量之比為11.2g:12.8g=56:64;故第④組實(shí)驗(yàn)中,剩余固體為Fe、Cu,
(1)用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe
3+,若溶液變紅,則證明A中有Fe
3+;若溶液不變紅,則沒有Fe
3+;
(2)根據(jù)參加反應(yīng)的Fe計算溶液中n(Fe
2+),再根據(jù)c=
計算;
(3)結(jié)合第③組實(shí)驗(yàn)中混合物中金屬的質(zhì)量,根據(jù)n=
計算解答.
解答::解:Ⅰ、在金屬活動性順序中,鐵在銅的前面,鐵能與銅鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng),向裝有氯化鐵溶液的燒杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,則鐵優(yōu)先與氯化鐵發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵,然后銅與氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵,故濾液中一定含有氯化亞鐵,若氯化鐵與鐵是恰好完全反應(yīng),則銅不參加反應(yīng),濾液中不含有氯化銅,故氯化銅可能存在,充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯底部仍有少量固體,則固體中一定含有銅,若鐵量多,可能含有鐵,有銅存在,則濾液中一定不含有氯化鐵;
故答案為:
序號 |
溶液中的鹽 |
固體不溶物的成分 |
① |
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無 |
② |
FeCl2、CuCl2 |
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③ |
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Cu |
④ |
FeCl2 |
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⑤ |
FeCl2 |
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Ⅱ(1).0 (2).Cu (3).336﹕64.
實(shí)驗(yàn)①消耗金屬40-23.2=16.8g
實(shí)驗(yàn)②消耗金屬40-6.4=33.6g,恰好符合2倍的關(guān)系,
因此,實(shí)驗(yàn)①和②都是只消耗Fe
實(shí)驗(yàn)③若只消耗鐵,則應(yīng)消耗33.6×
=36.96g,則應(yīng)剩余固體3.04g,而實(shí)際是2.56g,因此,實(shí)驗(yàn)③開始消耗Cu.設(shè)實(shí)驗(yàn)③中Fe的質(zhì)量為x,Cu的質(zhì)量為y,則
而實(shí)驗(yàn)②300mL消耗33.6g,證明實(shí)驗(yàn)②已經(jīng)將Fe完全消耗,因此混合物中Fe為33.6g,Cu為40g-33.6g=6.4g
所以原混合粉末中Fe、Cu的物質(zhì)的質(zhì)量之比=33.6:6.4=21:4;
實(shí)驗(yàn)③中消耗的Cu質(zhì)量為6.4g-2.56g=3.84g,對應(yīng)消耗的FeCl3為30mL,因此 實(shí)驗(yàn)④中增加的20mLFeCl3可消耗Cu的質(zhì)量為3.84g×
=2.56g,故此時混合物中的Cu也恰好完全被消耗,因此x=0.
故答案為:①0;②第②組剩余固體為鐵和銅;③21:4.
點(diǎn)評:本題考查了混合物的有關(guān)計算、鐵及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用,關(guān)鍵是通過②判斷剩余固體為銅,題目綜合性較大,數(shù)據(jù)較復(fù)雜,側(cè)重學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理考查,難度較大.