Question

現有濃度分別為1 mol/L的FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂混合溶液100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。
（1）充分反應后，如果溶液中還有一定量的Cu^2＋，則溶液中一定含有的金屬離子還有___________，該離子在溶液中的物質的量范圍為________________，可能含有的金屬或金屬離子為____________。
（2）反應完畢后，鐵粉有剩余，溶液中一定含有的金屬離子為___________，為______mol，
一定沒有的金屬離子為______________。
（3）若向FeCl₃溶液中加入適量氫碘酸，發生反應的離子方程式為____________________。
（4）某一反應體系中有反應物和生成物共五種物質：S，H₂S，HNO₃，NO，H₂O。該反應的化學方程式為________________________________；若反應過程中轉移了0.3mol電子，則氧化產物的質量是___________g；生成的氣體在標況下的體積是________L。

Answer 1

（1）Fe^2＋　0.1 mol<n(Fe^2＋)<0.35 mol　Cu或Fe^3＋
（2）Fe^2＋　0.35　Fe^3＋、Cu^2＋
（3）2Fe³⁺ +2I^- =2Fe²⁺ + I₂
（4）3H₂S+2HNO₃=3S+2NO↑+4H₂O  4.8   2.24L

解析試題分析：（1）微粒的氧化性Fe³⁺> Cu^2＋> Fe²⁺.所以加入一定量的Fe粉時首先發生反應：2Fe^3＋+Fe=3Fe^2＋.當Fe³⁺反應完全后，再發生反應：Cu^2＋+Fe= Fe²⁺ +Cu^2＋.由方程式可看出一定含有Fe²⁺離子。若Fe³⁺、Cu²⁺未發生反應，則n(Fe²⁺)=0.1mol.若Fe³⁺、Cu²⁺反應完全，則n(Fe²⁺)=3/2n(Fe³⁺)+ n(Fe²⁺)+n(Cu^2＋)="0.15mol" +0.1mol+0.1mol="0.35mol." 由于溶液中還含有一定量的Cu^2＋，即第二個反應沒有完全，所以Fe²⁺的物質的量應該比0.35mol要少。故Fe²⁺的物質的量的范圍是0.1 mol<n(Fe^2＋)<0.35 mol。可能含有的金屬或金屬離子為Cu或Fe^3＋。（2）由于反應完畢后，鐵粉有剩余，說明上述兩個反應進行的完全。故溶液中一定含有的金屬離子為Fe²⁺，其物質的量為0.35mol，一定不會含有Fe^3＋、Cu^2＋。（3）由于Fe³⁺有氧化性，I^-有還原性，所以向FeCl₃溶液中加入適量氫碘酸，發生反應的離子方程式為2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂.（4）根據氧化還原反應的規律：強氧化性的物質與強還原性的物質反應產生弱氧化性的物質和弱還原性的物質。可得方程式3H₂S+ 2HNO₃ =3S+2NO↑+4H₂O。在反應方程式中轉移電子6mol,時，得到氧化產物S單質3mol,也就是96g,得到的還原產物NO物質的量為2mol.現在轉移電子0.3mol，所以得到的氧化產物質量為(0.3mol×96g)÷6mol=4.8g.  得到的還原產物NO的體積為(2mol×22.4L/mol×0.3mol)÷6mol=2.24L.
考點：考查氧化還原反應的先后順序及有關氧化產物、還原產物的有關計算的知識。