Question

13．向100ml 2mol•L^-1FeCl₃溶液中加入6g铜粉，完全溶解后，再加入a g铁粉，充分反应后得到b g固体．
（1）写出加入6g铜粉时，溶液中发生反应的离子方程式Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺
（2）若b＞6，则最后得到的溶液中一定含有的金属阳离子是Fe²⁺
（3）若b=6，则a=5.6．

Answer 1

分析 FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式为Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，向溶液中加入铁粉，若溶液中还剩有三价铁，铁粉先与三价铁反应，再与铜离子反应，从溶液中置换出固体铜，利用此知识解答即可．

解答 解：（1）向100ml 2mol•L^-1FeCl₃溶液中加入6g铜粉，完全溶解，发生的化学反应：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案为：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）完全溶解后，再加入a g铁粉，充分反应后得到b g固体，若铜很少，发生的反应有：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺；若铜很多发生的反应有：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，说明最后得到的固体肯定有铜，当b＞6时，溶液中的铜离子全部析出，则最后得到的溶液中一定含有的金属阳离子是亚铁离子，
故答案为：Fe²⁺；
（3）三价铁物质的量为2mol/L×0.1L=0.2mol，铜的物质的量为$\frac{6g}{64g/mol}$=0.09375mol，则消耗的三价铁为0.09375mol×2=0.1875mol，溶液中余下的三价铁为0.2mol-0.1875mol=0.0125mol，生成的铜离子为0.09375mol，再加入铁粉ag，三价铁氧化性更强，先发生的反应是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，则消耗铁的物质的量为0.0125mol×$\frac{1}{2}$=0.00625mol，再发生反应：Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺，充分反应后得到bg固体，b=6，说明溶液中的铜全部析出，参加反应的铁为0.09375mol，则共消耗铁（0.09375mol+0.00625mol）×56g/mol=5.6g，
故答案为：5.6g．

点评 本题考查了金属活动性顺序的应用，要注意根据铁和铜的活动性强弱确定反应的先后顺序，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力，有一定难度．