Question

用20 mL FeCl₃溶液腐蝕3.2 g Cu片，將Cu片完全腐蝕后，加入鐵粉2.8 g，反應(yīng)后溶液中存在不溶物1.6 g(設(shè)反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計(jì))。

計(jì)算：(1)20 mL這種溶液中的FeCl₃與多少毫升5 mol·L^－1的FeCl₃溶液中所含F(xiàn)eCl₃的物質(zhì)的量相等？

(2)反應(yīng)后溶液中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度為多少？

Answer 1

解析：在該反應(yīng)中，F(xiàn)e、Cu都是還原劑，被腐蝕的Cu為0.05 mol，投入的Fe粉也為0.05 mol，因此鐵粉只可能恰好完全反應(yīng)或不足，最后剩余的1.6 g不溶物一定為銅。由于Fe³⁺得電子數(shù)等于Fe和Cu的失電子總數(shù)，

則：n(Fe³⁺)=2×n(Fe)+2×n(Cu)==0.15 mol。

(1)由于兩溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，則5 mol·L^－1的FeCl₃溶液的體積V(FeCl₃)==0.03 L，V(FeCl₃)=30.0 mL。

(2)2Fe³⁺　+　Cu　===　2Fe²⁺+Cu²⁺

   2 mol         1 mol        2 mol

  0.1 mol      0.05 mol      n₁

2Fe³⁺　　+　　Fe　　===　　3Fe²⁺

2 mol             1 mol                3 mol

(0.15－0.1)mol 0.025 mol      n₂

   Fe+Cu²⁺===Fe²⁺+Cu

1 mol 1 mol

n₃ =0.025 mol

所以溶液中n(Fe²⁺)=n₁+n₂+n₃=0.1 mol+0.075 mol+0.025 mol=0.2 mol，

c(FeCl₂)==10 mol·L^－1

也可以根據(jù)溶液中電荷守恒來(lái)計(jì)算：

2n(Fe²⁺)+2n(Cu²⁺)=n(Cl^－)

n(Fe²⁺)==0.2 mol

c(FeCl₂)==10 mol·L^－1

或根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒來(lái)計(jì)算：

n(Fe²⁺)=n(Fe³⁺)+n(Fe)=0.15 mol+=0.2 mol

c(FeCl₂)= =10 mol·L^－1

答案：(1)V(FeCl₃)=30 mL

(2)c(FeCl₂)=10 mol·L^－1