已知:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+.

已知:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
现有一包铁粉和铜粉混合粉末,为了确定其组成,现提供4mol/L的FeCl3溶液(其他用品略),与混合粉末反应.某合作学习小组同学的实验结 果如下(假定反应前后溶液体积不变):
组别
V[FeCl3(aq)]/mL 100 100 100 100
混合粉末质量/g 6 13.2 24 36
反应后剩余固体质量/g 0 1.28 12.8 24.8
分析表中所给数据,回答:
(1)证明第①组反应后溶液中是否有Fe3+的方法是:______.
(2)在第④组中,反应后剩余的固体是______(填化学式),反应后溶液中的c(Fe2+)=______.
(3)原混合粉末中铁和铜的物质的量之比为______.
大鸟类 1年前 已收到1个回答 举报

HongjunW 幼苗

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解题思路:铁的还原性强于铜,所以Fe3+先和铁反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,反应完全后Fe3+有剩余,再与铜反应Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+,能剩余的固体可以是铜,可以是铁和铜,从第②组数据中可以得出FeCl3溶液全部参与反应,100mL FeCl3溶液能溶解金属质量13.2g-1.28g=11.92g,大于第①组溶解的金属质量,故第①组金属完全反应、FeCl3有剩余,第②组实验中FeCl3溶液全部参与反应,其物质的量为=0.1L×4mol/L=0.4mol,假设只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,加反应金属的物质的量为0.2mol,则溶解的Fe的质量为0.2mol×56g/mol=11.2g<11.92g,所以同时也有一部分Cu溶解,所以剩余的固体全部为Cu;
第③组实验中溶解金属为24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余12.8g为Cu,合金中Fe与Cu的质量之比为11.2g:12.8g=56:64;故第④组实验中,剩余固体为Fe、Cu,
(1)用KSCN溶液检验Fe3+,若溶液变红,则证明A中有Fe3+;若溶液不变红,则没有Fe3+
(2)根据参加反应的Fe计算溶液中n(Fe2+),再根据c=[n/V]计算;
(3)结合第③组实验中混合物中金属的质量,根据n=[m/M]计算解答.

铁的还原性强于铜,所以Fe3+先和铁反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,反应完全后Fe3+有剩余,再与铜反应Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+,能剩余的固体可以是铜,可以是铁和铜,从第②组数据中可以得出FeCl3溶液全部参与反应,100mL FeCl3溶液能溶解金属质量13.2g-1.28g=11.92g,大于第①组溶解的金属质量,故第①组金属完全反应、FeCl3有剩余,第②组实验中FeCl3溶液全部参与反应,其物质的量为=0.1L×4mol/L=0.4mol,假设只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,加反应金属的物质的量为0.2mol,则溶解的Fe的质量为0.2mol×56g/mol=11.2g<11.92g,所以同时也有一部分Cu溶解,所以剩余的固体全部为Cu;
第③组实验中溶解金属为24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余12.8g为Cu,故第④组实验中,剩余固体为Fe、Cu,
(1)取第①组反应后的溶液少许,向其中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红,则证明A中有Fe3+;若溶液不变红,则没有Fe3+
故答案为:取第①组反应后的溶液少许,向其中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红,则证明A中有Fe3+;若溶液不变红,则没有Fe3+
(2)由上述分析可知,第④组实验剩余金属为Fe和Cu,参加反应计算为11.2g,其物质的量为0.2mol,由Fe+2Fe3+=3Fe2+,可知溶液中n(Fe2+)=0.6mol,故c(Fe2+)=[0.6mol/0.1L]=6mol/L,
故答案为:6mol/L;
(3)根据第③组实验中溶解金属为24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余12.8g为Cu,故混合物中Fe与Cu的物质的量之比=[11.2g/56g/mol]:[12.8g/64g/mol]=1:1,
故答案为:1:1.

点评:
本题考点: 有关混合物反应的计算.

考点点评: 本题考查了混合物的有关计算、铁及其化合物的性质应用,关键是通过②判断剩余固体为铜,题目综合性较大,数据较复杂,侧重学生对实验数据的分析处理考查,难度较大.

1年前

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