Question

（10分）

Ⅰ．向FeCl₃溶液中加入铁粉和铜粉混合粉末，充分反应后，下列情况可能存在的是                    （填序号）

Ⅱ．今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4mol／L的FeCl₃，溶液（其他用品略），某课外活动小组同学的实验结果如下（假定反应前后溶液体积不变）。

（1）试判断第④组剩余固体质量x为         。第①组实验中，发生反应的离子方程式为                                                     。

（2）试判断第②组剩余固体的成分为                           。

（3）原混合粉末中Fe、Cu的物质的量之比为                   。

Answer

（共10分）

Ⅰ.②③⑥⑦(2分，对4个得2分、对3个得1分、对2个或1个、错一个均无分)

Ⅱ.（1） 0 (2分) 2Fe3++ Fe=3Fe2+(2分)

（2）Cu(2分) （3） 6﹕1(2分)

【解析】

试题分析：Ⅰ.①④、在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与铜盐溶液发生置换反应，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，则铁优先与氯化铁发生反应生成氯化亚铁，然后铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，故滤液中一定含有氯化亚铁，故①④错误；②③、充分反应后发现有铜剩余，则溶液中一定无氯化铁，一定有FeCl2，可能有CuCl2，故②③正确；⑤若有铁剩余，则溶液中一定不含氯化铜和氯化铁，故⑤错误；⑥充分反应后没有固体剩余，则可能是氯化铁还会剩余，金属量不足的情况，故⑥正确；⑦充分反应后发现铜、铁都存在，则滤液中一定不含有氯化铁、氯化铜，只有氯化亚铁，故⑦正确，所以答案为：②③⑥⑦

Ⅱ.（1）第④组实验，可以看作再第②组实验的基础上再加入50mL FeCl3溶液，发生Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+，50mL溶液可以溶解Cu的质量=0.05L×4mol/L×1/2×64g/mol=6.4g，故x=6.4g-6.4g=0；；第①组实验Fe3+还未反应完，所以发生反应的离子方程式为：2Fe3++ Fe=3Fe2+

（2）铁的还原性强于铜，所以Fe3+先和铁反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应完全后Fe3+有剩余，再与铜发生反应：Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+，能剩余的固体可以是铜，可以是铁和铜，第②组实验中，有固体剩余，故FeCl3溶液全部参与反应，若只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+，可以溶解Fe的质量为0.3L×4mol/L×1/2×56g/mol=33.6g，300mL FeCl3溶液能溶解金属质量40g-6.4g=33.6g，第③组实验，可以看作再第②组实验的基础上再加入30mL FeCl3溶液，实际溶解金属质量=6.4g-2.56g=3.84g，若只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+，30mL溶液可以溶解Fe的质量为0.03L×4mol/L×1/2×56g/mol=3.36g，若只发生Cu+2Fe3+=Fe2++Cu2+，30mL溶液可以溶解Cu的质量为0.03L×4mol/L×1/2×64g/mol=3.84g，可推断第②组实验中Fe恰好反应完全，剩余固体为Cu

（3）根据（1）中分析可知Cu为6.4g，Fe的质量=40g-6.4g=33.6g，故n（Fe）=33.g÷56g/mol=0.6mol，n（Cu）=6.4g÷64g/mol==0.1mol，原混合粉末中Fe、Cu的物质的量之比=0.6mol：0.1mol=6：1。

考点：本题考查氧化还原反应原理及反应顺序、混合物的计算、离子方程式的书写。