Question

15．某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路．某课外活动小组为确定反应后的废液组成，进行如下实验：（1）取100.00mL反应后的废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀12.915g．（2）另取100.00mL反应后的废液加入过量铜片充分反应，铜片质量减少了0.32g．下列关于反应后的废液组成判断正确的是（　　）

• A． 只含有Fe²⁺、Cu²⁺、Clˉ，不含有Fe³⁺
• B． c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=1：1
• C． c（Fe³⁺）：c（Fe²⁺）=1：3
• D． c（Clˉ）=0.9mol/L，c（Fe³⁺）=0.1mol/L

Answer 1

分析 废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀12.915g，沉淀为AgCl，计算AgCl的物质的量，根据氯元素守恒计算溶液中n（Clˉ），再根据c=$\frac{n}{V}$计算原废液中c（Clˉ）；
废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.32g，说明溶液中含有Fe³⁺，根据铜片减少的质量结合方程式计算溶液中Fe³⁺的物质的量，进而计算原废液中c（Fe ³⁺）；
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根据电荷守恒，原废液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Clˉ），据此计算原废液中c（Fe²⁺）、c（Cu²⁺）．

解答 解：A．废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.32g，说明溶液中含有Fe³⁺，结合反应2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液一定含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Clˉ，故A错误；
B．由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），即c（Fe²⁺）：c（Cu²⁺）=2：1，故B错误；
C．废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀 12.915g，沉淀为AgCl，故n（AgCl）=$\frac{12.915g}{143.5g}$=0.09mol，原废液中c（Clˉ）=$\frac{0.09mol}{0.1L}$=0.9mol/L，
废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.32g，物质的量为$\frac{0.32g}{64g/mol}$=0.005mol，令100mL废液中Fe³⁺为nmol，则：
2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
2      1
nmol 0.005mol
故n=0.010mol，所以原废液中c（Fe ³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
由方程式2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂可知，原废液中c（Fe²⁺）=2c（Cu²⁺），根据电荷守恒，原废液中3c（Fe ³⁺）+2c（Fe²⁺）+2c（Cu²⁺）=c（Clˉ），原废液中c（Clˉ）=0.9mol/L，故3×0.1mol/L+2c（Fe²⁺）+c（Fe²⁺）=0.9mol/L，解得c（Fe²⁺）=0.2mol/L，故原废液中c（Fe²⁺）：c（Fe ³⁺）=0.2mol/L：0.1mol/L=2：1，故C错误；
D．由C中分析可知，c（Clˉ）=0.9mol/L，c（Fe³⁺）=0.1mol/L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查根据方程式的计算、混合溶液的有关计算等，难度中等，注意电荷守恒的运用．