《铁、铜及其化合物的应用》学案9

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111 　　新题解答 　　【例1】在100mL的FeBr2溶液中，通入2.24L的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有的Br－被氧化成溴单质。求原FeBr2溶液的物质的量浓度。 　　解析：根据反应2Fe2＋＋Br22Fe3＋＋2Br－，可确定还原性：Fe2＋＞Br－。计算的关键在于当Fe2＋全部被氧化为Fe3＋后，Br－才开始被氧化。据此可用三种不同的解法，计算时应寻找最简捷的方法。 　　解法一　化学方程式法。 　　题中给出通入标准状况下的2.24LCl2后，FeBr2中有的Br－被氧化，即反应物FeBr2与生成物Br2的物质的量之比为3∶1。 　　3FeBr2＋xCl2yFeCl3＋zFeBr3＋Br2 　　由Br、Fe、Cl分别守恒，得z＝，y＝，x＝。 　　先将以上分数代入化学方程式，再调整为整数，得：18FeBr2＋15Cl210FeCl3＋8FeBr3＋6Br2 　　n（FeBr2）＝（Cu）＝＝0.12mol， 　　c（FeBr2）＝＝1.2molL－1 　　解法二　物质的量分析法。 　　因为FeBr2Fe2＋＋2Br－，如有的Br－被氧化，则有关系： 　　 　　n（FeBr2）＝/（＋）＝0.12mol， 　　c（FeBr2）＝1.2molL－1 　　解法三　电子守恒法。 　　设FeBr2溶液的物质的量浓度为c，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数相等的原理，Cl2所得电子数是Fe2＋和Br－所失电子数的和，则 　　0.1mol2＝0.1Lc1＋0.1Lc，c＝1.2mo1L－1。 　　点评：对于氧化还原的有关计算，得失电子守恒法较为简捷且不易发生计算错误。 　　【例2】将Cu片放入0.1mo1L－1FeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c（Fe3＋）∶c（Fe2＋）＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为（　　） 　　　　A．3∶2　　　　B．3∶5　　　　 C．4∶3　　　　 D．3∶4 　　解析：由：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋　知n（Cu2＋）＝2n（Fe2＋），所以n（Cu2＋）∶n（Fe3＋）＝1.5∶2＝c（Cu2＋）∶C（Fe3＋）。 　　答案：D 　　【例3】在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2molL－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体（标准状况），此时溶液中无Fe3＋离子。则下列判断正确的是（　　） 　　　　A．混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3 　　　　B．反应后所得溶液中的Fe2＋离子与Cl－离子的物质的量之比为1∶2 　　　　C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 　　　　D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 　　解析：因溶液中无Fe3＋离子，故Fe与Fe2O31∶l消耗的同时还与盐酸反应。 　　答案：BC 　　【例4】将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。 　　（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有_________； 　　（2）若氯化铜有剩余，则容器中还可能有_________； 　　（3）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_________，可能有_________。 　　（4）若氯化铁有剩余．则容器中不可能有_________。 　　解析：该题考查物质共存问题，答题时要弄清物质间可能发生的反应，相互间能发生反应的物质不可能共存，而本题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl33FeCl2　②Fe＋CuCl2Cu＋FeCl2　③Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2 　　答案：（1）Fe3＋、Cu2＋　（2）Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fc2＋　（3）Fe、CuFe2＋　（4）Fe、Cu 　　【例5】在500mLCuSO4和Fe2（SO4）3的混合液中加入21.7g铁粉，待反应完全后，得到16.8g残留固体。在滤液中加入400mL4mo1L－1的BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2（SO4）3的物质的量浓度。 　　解析：运用极值法讨论，判断出Fe的量不足，故16.8g残留固体全部是Cu。 　　答案：2.45mo1L－1和0.25mo1L－1 111