Question

【題目】工業(yè)廢電路板的銅常用FeCl3溶液來(lái)溶解處理回收。現(xiàn)將一塊電路板浸泡在100 mLFeCl3溶液中使銅全部溶解(電路板上其他物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng))，測(cè)得電路板質(zhì)量減少了3.2 g，在浸泡液中加足量的Fe粉并使之充分反應(yīng)，過濾干燥固體，固體質(zhì)量比加入的Fe粉質(zhì)量減少了2.4g。

請(qǐng)計(jì)算：

(1)浸泡液中的溶質(zhì)是__________(寫化學(xué)式) 。

(2)參與反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是__________g。

(3)假設(shè)溶液的體積不變，最后所得溶液中c(Fe2＋)＝__________mol·L－1。

Answer 1

【答案】FeCl3、FeCl2、CuCl2 5.6 3

【解析】

銅與FeCl3溶液反應(yīng)會(huì)生成FeCl2與CuCl2，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：①Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；加入鐵粉后發(fā)生的反應(yīng)有：②Fe+2Fe3+=3Fe2+；③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；根據(jù)元素守恒法及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系分析作答。

（1）銅與FeCl3溶液反應(yīng)會(huì)生成FeCl2與CuCl2，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：①Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，電路板質(zhì)量減少了3.2 g，則參與反應(yīng)的銅的質(zhì)量為3.2g，銅的物質(zhì)的量n(Cu)==0.05mol，生成的Fe2+的物質(zhì)的量n1(Fe)= 2n(Cu)=0.1mol；在浸泡液中加足量的Fe粉并使之充分反應(yīng)，過濾干燥固體，固體質(zhì)量比加入的Fe粉質(zhì)量減少了2.4g。若鐵粉只與生成的氯化銅反應(yīng)會(huì)生成銅單質(zhì)與氯化亞鐵，則固體質(zhì)量會(huì)增加，可見浸泡液中還有反應(yīng)剩余的氯化鐵，因此浸泡液的溶質(zhì)有FeCl3、FeCl2、CuCl2，故答案為：FeCl3、FeCl2、CuCl2；

（2）加入鐵粉后發(fā)生的反應(yīng)有：②Fe+2Fe3+=3Fe2+，③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，根據(jù)銅元素守恒可知，參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.05mol，與銅反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量增加為x g，則

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ △m

56 64 8

3.2 x

解得x=0.4

該反應(yīng)生成的Fe2+的物質(zhì)的量為n3(Fe2+)= n(Cu2+)= n(Cu)=0.05mol

反應(yīng)的Fe的質(zhì)量m3(Fe)=0.05mol56g/mol=2.8g

則反應(yīng)②中固體質(zhì)量減少應(yīng)為2.4g+0.4g=2.8g，即消耗的Fe粉的質(zhì)量m2(Fe)=2.8g，總的消耗的鐵粉的質(zhì)量m(Fe)= m3(Fe)+ m3(Fe)=2.8g+2.8g=5.6g，故答案為：5.6；

（3）上述反應(yīng)②Fe+2Fe3+=3Fe2+中n2(Fe)==0.05mol，根據(jù)關(guān)系式Fe3Fe2+可得生成的Fe2+的物質(zhì)的量為n2(Fe2+)=3n2(Fe)=0.15mol，那么總的Fe2+的物質(zhì)的量= n1(Fe2+)+ n2(Fe2+)+ n3(Fe2+)=0.1mol+0.15mol+0.05mol=0.3mol，則c(Fe2+)==3mol/L，故答案為：3。