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有一包铁粉和铜粉混合均匀的粉末样品,为确定其组成,某同学将不同质量的该样品分别与...

有一包铁和铜粉混合均匀的粉末样品,为确定其组成,某同学将不同质量的该样品分别与40 mL 1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,实验结果如下表所示(忽略反应前后溶液体积的微小变化)。

实验序号

m(粉末样品)/g

0.90

1.80

3.60

7.20

m(反应后剩余固体)/g

0

0.64

2.48

6.08

计算:(1)样品中铁和铜的物质的量之比n(Fe)∶n(Cu)=_______________。

(2)实验②的滤液中c(Fe2)=__________________。

 

(1)1∶1(2分)(2)1.375 mol·L-1(2分)。 【解析】 试题分析:(1)铁的还原性强于铜,所以Fe3+先和铁发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,反应后Fe3+有剩余,再与铜发生反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,所以剩余的固体是铜或铁和铜,从第②组数据,可以得出FeCl3溶液全部参与反应,40mL 1mol•L﹣1FeCl3溶液能溶解金属质量1.80g﹣0.64g=1.16g,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=0.04L×1mol/L=0.04mol,假设只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,参加反应Fe的物质的量为0.02mol,则溶解的Fe的质量为0.02mol×56g/mol=1.12g<1.16g,所以同时也有一部分Cu溶解,所以剩余的固体全部为Cu,氯化铁不足;设参加反应的铁是xmol,铜是ymol,则56x+64y=1.8-0.64=1.16、2x+2y=0.04,解得x=0.015,y=0.005,即1.80g样品中铁是0.015mol,质量是0.84g,则铜是1.8g-0.84g=0.96g,物质的量是0.015mol,因此样品中铁和铜的物质的量之比n(Fe)∶n(Cu)=1:1; (2)根据(1)中分析可知实验②的滤液中亚铁离子的物质的量是0.015mol×3+0.005mol×2=0.055mol,所以c(Fe2+)=0.055mol÷0.04L=1.375mol/L。 考点:考查混合物的计算。  
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考点分析:
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④把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中。

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静置,分层。

旋开活塞,用烧杯接收溶液。

从分液漏斗上口倒出上层水溶液。

回答下列问题:

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