Question

【題目】已知Fe3+的氧化性大于Cu2+ ， 據此性質，某工廠用FeCl3溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產印刷電路．
（1）用離子方程式表示其化學原理 ． 某實驗小組的同學對該廠生產印刷電路后所得的廢液進行了分析：取50.00mL廢液，向其中加入0.64g金屬銅，金屬銅全部溶解；又取50.00mL 廢液，向其中加入足量的AgNO3溶液，析出沉淀43.05g．請回答以下問題 （此題的計算結果注意有效數字，即保留兩位小數）：
（2）該廠生產后廢液中所含金屬離子有；
（3）該廠原來使用的FeCl3溶液的物質的量濃度（反應前后溶液的體積變化忽略不計）；
（4）若向500.00mL廢液中加入足量的稀硝酸，在標準狀況下生成NO氣體4.48L，則原廢液中各金屬陽離子的物質的量濃度之比為（要表示出對應的離子）
（5）另取500.00mL廢液，加入一定量鐵屑，充分反應后有銅析出，則所得溶液中Fe2+的物質的量范圍為 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
（2）Fe3+、Fe2+、Cu2+
（3）2mol/L
（4）c（Fe3+）：c（Fe2+）：c（Cu2+）=4：6：3
（5）1.2＜n（Fe2+）≤1.5
【解析】解：（1）Fe3+氧化性大于Cu2+ ， 用FeCl3溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板的離子方程式為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ， 所以答案是：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；（2）由于向廢液中加入金屬銅后銅全部溶解，則鐵離子有剩余，廢液中含生成的Fe2+、Cu2+ ， 和剩余的Fe3+ ， 則該廠產生的廢液中所含金屬離子為：Fe2+、Cu2+、Fe3+ ， 所以答案是：Fe2+、Cu2+、Fe3+；（3）廢液加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀43.05g為AgCl質量，其物質的量為： =0.3mol，根據氯元素守恒，原溶液中n（FeCl3）= n（AgCl）=×0.3mol=0.1mol， 故原廢液中c（FeCl3）=2mol/L，所以答案是：2mol/L；（4）500ml溶液加足量稀硝酸，氧化的是亞鐵離子，離子方程式3Fe2++4H++NO3﹣=2H2O+3Fe3++NO↑，因為NO的物質的量為0.2mol所以亞鐵有0.6mol．根據離子方程2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知500ml溶液中銅離子0.3mol；50ml加入足量的硝酸銀溶液，析出沉淀43.05g為AgCl，物質的量為0.03mol，可知500ml溶液中含有氯離子為0.3mol，根據電荷守恒可知溶液中鐵離子為0.4mol，同一溶液中，物質的量之比等于其物質的量濃度之比所以c（Fe3+）：c（Fe2+）：c（Cu2+）=n（Fe3+）：n（Fe2+）：n（Cu2+）=0.4mol：0.6mol：0.3mol=4：6：3，所以答案是：c（Fe3+）：c（Fe2+）：c（Cu2+）=4：6：3；（5）由（4）可知500ml溶液中n（Fe3+）=0.4mol，n（Fe2+）=0.6mol，n（Cu2+）=0.3mol，n（Cl﹣）=3mol．
向500.00mL該溶液中加入一定量鐵屑，首先發生2Fe3++Fe=3Fe2+ ， 鐵離子反應完畢，再發生Cu2++Fe=Fe2++Cu，有銅開始析出時，即Fe3+恰好完全反應，溶液為氯化亞鐵與氯化銅混合液，此時溶液中Fe2+最少，根據電荷守恒可知，此時溶液中亞鐵離子物質的量為n′（Fe2+）= =1.2mol；當溶液中銅離子完全析出，此時溶液中Fe2+最多，溶液為氯化亞鐵溶液，根據氯離子守恒可知，此時亞鐵離子物質的量為n″（Fe2+）= =1.5mol，所以溶液中1.20＜n（Fe2+）≤1.50，所以答案是：1.2＜n（Fe2+）≤1.5．