Question

13．现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入800mL3mol/L的FeCl₃溶液中，一段时间后，将该线路板取出，向溶液中加入铁粉56.0g，充分反应后剩余固体51.2g，求最终所得溶液中溶质的物质的量浓度（忽略反应前后溶液体积的变化）．

Answer 1

分析 氯化铁溶解铜生成氯化亚铁和氯化铜，反应后溶液溶液中加入铁粉，剩余固体质量小于Fe粉的质量，则溶解Cu后溶液中还有剩余的FeCl₃，加入铁粉先发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，然后发生：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，最终有固体剩余，则Fe³⁺完全反应，溶液中含有溶质FeCl₂，假设反应后溶液中没有CuCl₂，根据氯离子守恒可知溶液中FeCl₂为$\frac{0.8L×3mol/L×3}{2}$=3.6mol，则加入的Fe应为3.6mol-0.8L×3mol/L=1.2mol，而实际加入Fe为$\frac{56g}{56g/mol}$=1mol＜1.2mol，故溶液中一定含有CuCl₂，根据Fe原子守恒计算溶液n（FeCl₂），再根据氯离子守恒计算n（CuCl₂），进而计算溶液中各溶质浓度．

解答 解：氯化铁溶解铜生成氯化亚铁和氯化铜，反应后溶液溶液中加入铁粉，剩余固体质量小于Fe粉的质量，则溶解Cu后溶液中还有剩余的FeCl₃，加入铁粉先发生：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，然后发生：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，最终有固体剩余，则Fe³⁺完全反应，溶液中含有溶质FeCl₂，假设反应后溶液中没有CuCl₂，根据氯离子守恒可知溶液中FeCl₂为$\frac{0.8L×3mol/L×3}{2}$=3.6mol，则加入的Fe应为3.6mol-0.8L×3mol/L=1.2mol，而实际加入Fe为$\frac{56g}{56g/mol}$=1mol＜1.2mol，故溶液中一定含有CuCl₂，
根据Fe原子守恒，溶液n（FeCl₂）=n（FeCl₃）+n（Fe）=0.8L×3mol/L+1mol=3.4mol，则溶液c（FeCl₂）=$\frac{3.4mol}{0.8L}$=4.25mol/L，
根据氯离子守恒，n（CuCl₂）=$\frac{1}{2}$×（0.8L×3mol/L×3-3.4mol×2）=0.2mol，则溶液c（CuCl₂）=$\frac{0.2mol}{0.8L}$=0.25mol/L，
答：最终所得溶液中FeCl₂为4.25mol/L、CuCl₂为0.25mol/L．

点评 本题考查混合物有关计算，关键是利用假设法判断溶液中溶质，侧重考查学生分析计算能力．