将一块铜板浸泡在一定浓度的FeCl3溶液中一段时间后取出,得到一混合溶液,某校化学兴趣小组的同学为分析该混合溶液的组成,进行了如下实验:①取50.0mL混合溶液
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将一块铜板浸泡在一定浓度的FeCl3溶液中一段时间后取出,得到一混合溶液,某校化学兴趣小组的同学为分析该混合溶液的组成,进行了如下实验: ①取50.0mL混合溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得白色沉淀,过滤、干燥、称量,沉淀质量为86.1 g; ②另取50.0mL混合溶液,向其中加入1.40 g铁粉,结果铁粉全部溶解但未见固体析出; ③再取50.0mL混合溶液,向其中加入20.0 mL稀硝酸,得到一种无色气体,其体积换算成标准状况时为0.448 L; 请根据以上实验中得到的数据分析计算: ⑴ 原FeCl3溶液物质的量浓度(反应过程中过程中溶液体积的变化忽略不计); ⑵ 所得混合溶液中c(Cu2+)的取值范围; ⑶ 若要进一步求得混合溶液中c(Cu2+)的具体数值,在只单独使用AgNO3溶液、铁粉 或稀硝酸的前题下,还可测出哪些数据,必须进行哪些实验? |
答案
⑴ 原FeCl3溶液中c(FeCl3)= ⑵50.0mL混合溶液中n (Cu2+)的取值范围为:[0.600 mol/L,1.50 mol/L] ⑶ 还可测出50.0mL混合溶液中n (Fe2+)的值,应进行的实验是向50.0mL混合溶液中加入足量的稀硝酸,测出生成的气体体积(标准状况)。 |
解析
⑴ 解:由I得50.0mL混合溶液中c(Cl-)= 所以原FeCl3溶液中c(FeCl3)= ⑵ 解:Ⅱ中加入1.4gFe无固体剩余,即发生的反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+ 所以50.0mL混合溶液中至少含有Fe3+: Ⅲ中加入20.0mL稀硝酸后产生的气体为NO,反生的反应为 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 即50.0mL混合溶液中至少含有Fe2+: 50.0mL混合溶液中根据铁元素守恒有: n (Fe2+) + n (Fe3+) = 4.0 mol/L×0.05L= 0.20 mol 根据电荷守恒有:3n (Fe3+)+2n (Fe2+)+2n (Cu2+)=n (Cl-)= 当n (Fe3+) 有最小值时,n (Fe2+)、n (Cu2+)有最大值,且由上述两等式可求得 n (Cu2+)的最大值为0.075 mol 当n (Fe2+)有最小值时,n (Fe3+) 有最大值,n (Cu2+)有最小值,同样可求得 n (Cu2+)的最小值为0.03 mol 所以,50.0mL混合溶液中n (Cu2+)的取值范围为:[0.600 mol/L,1.50 mol/L] ⑶ 解:还可测出50.0mL混合溶液中n (Fe2+)的值,应进行的实验是向50.0mL混合溶液中加入足量的稀硝酸,测出生成的气体体积(标准状况)。 |
举一反三
室温下,将33.6g铁片加到硝酸溶液中,两者全部参加反应,同时收集到11.2升气体(标准状况)下列说法正确的是( ) A.原溶液是浓硝酸,含HNO3的量为3.6mol B.原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量为2.4mol C.原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量为1.6mol~2.4mol D原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量为2.0mol |
下列物质中,不能通过化合反应制取的是( )A.H2SiO3 | B.Fe(OH)3 | C.Fe(NO3)2 | D.CaSiO3 |
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将22.4g铜粉与三氧化二铁的混合粉末,加入1mol/L的硫酸中进行反应。 (1)若固体恰好全部溶解,消耗硫酸的体积为VL,求V的取值范围。 (2)若硫酸溶液过量,反应后溶液的体积为1L,测得此溶液中Fe2+的浓度为0.1mol/L,求此混合物中含铜多少克? |
钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿t,居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算: (1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g。现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?(保留两位小数) (2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到气体 224mL。(标准状况)。 ①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。 ②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到l00mL相同浓度的。溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:
实验序号
| I
| Ⅱ
| Ⅲ
| 加入钢样粉末的质量/g
| 2.812
| 5.624
| 8.436
| 生成气体的体积/L(标准状况)
| 1.120
| 2.240
| 2.800
| 计算硫酸溶液的物质的量浓度。 ③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示) |
最近广东北江发生严重的水体镉污染事件,专家确定用1200t的聚合铁{简称PFS,化学式为,,m<10}分批加入,利用PFS在水体中形成絮状物,以吸附镉离子。结合题中信息,下列说法不正确的是A.核素中中子数为60 | B.含镉废电池应进行回收处理 | C.PFS中铁显+2价 | D.实验室由溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程 |
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