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37铁和铁的化合物
考点37铁和铁的化合物
1.复习重点
1.铁单质的化学性质
2.铁的重要化合物的氧化还原性;
3.Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。
2.难点聚焦
一、铁的结构和性质
1.铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:
主要化合价:
+2,+3
2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应:
点燃点燃△
3Fe+2O2==Fe3O42Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S=FeS
Fe+I2=FeI2
②跟水反应:
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑
③跟酸作用:
Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)
④与部分盐溶液反应:
Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+
3.生铁与钢的比较
铁的合金
生铁
钢
含碳量
2%~4.3%
0.03%~2%
其它杂质
含硅、锰、硫、磷较多
含硅、锰少量,硫和磷几乎没有
机械性能
硬而脆、无韧性
硬而韧、有弹性
机械加工
可铸不可锻
可铸、可锻、可压延
4.炼铁和炼钢的比较
炼铁
炼钢
原料
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
生铁、空气(或纯氧、氧化铁)、生石灰、脱氧剂
化学原理
在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来
在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去
主
要
反
应
①还原剂的生成
C+O2
CO2
CO2+C
2CO
②铁的还原
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
③炉渣的生成
CaCO3
CaO+CO2
CaO+SiO2
CaSiO3
①氧化:
2Fe+O2
2FeO
FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。
如C+FeO
Fe+CO
②造渣:
生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。
③脱氧,并调整Mn、Si含量
2FeO+Si
2Fe+SiO2
主要设备
高炉
转炉
1.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB~ⅡB族十个纵行,分属于第四周期至第七周期。
过渡元素都是金属,又叫过渡金属。
过渡金属的密度一般比较大,熔沸点较高,有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能,较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。
过渡元素的原子最外层电子数不超过两个,在化学反应中,最外层和次外层都容易失去电子,因此过渡元素有可变化合价。
所以当Fe与弱氧化剂反应时,只失去最外层上的2个电子,形成Fe2+;当Fe与强氧化剂反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子,形成Fe3+。
这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因。
则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3价,需看参加反应的氧化剂的强弱,有时还要看反应物的量之间的关系。
例如:
①铁在O2中燃烧的,一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子,防止瓶子被炸裂;②Fe与S反应中Fe只能失去其最外层的2个电子而变成+2价,反应开始后撤去酒精灯,反应可以继续进行,说明反应放热;③Fe在Cl2中燃烧时不但能失去最外层的2个电子,而且还可失去次外层的1个电子后成+3价,说明氧化性Cl2>S;④在高温时能与C、P、Si等化合。
2.铁的合金
一般地说,含碳量在2%~4.3%的铁的合金叫做生铁。
生铁里除含碳外,还含有硅、锰以及少量的硫、磷等,它可铸不可煅。
根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
一般地说,含碳量在0.03%~2%的铁的合金叫做钢。
钢坚硬有韧性、弹性,可以锻打、
压延,也可以铸造。
钢的分类方法很多,如果按化学成分分类,钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢就是普通的钢。
合金钢也叫特种钢,是在碳素钢是适当地加入一种或几种,如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。
合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。
3.炼铁
(1)反应原理:
利用氧化——还原反应,在高温下,用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。
(2)原料:
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
(3)设备:
高炉
(4)生产过程
①还原剂的生成
C+O2
CO2CO2+C
2CO
②铁矿石还原成铁
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2↑
③除脉石、炉渣的形成
CaCO3
CaO+CO2↑
SiO2+CaO
CaSiO3
4.炼钢
(1)设备:
氧气顶吹转炉
(2)主要原料:
炼钢生铁、生石灰、氧气。
(3)反应原理:
利用氧化还原反应,在高温下,用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。
(4)炼钢时的主要反应:
①氧化剂的生成,热能的来源2Fe+O2
2FeO
②降低碳的含量C+FeO
CO+Fe
③除去S、P等杂质
④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧
2FeO+Si
2Fe+SiO2
二、铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物的比较
铁的氧
化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
铁红
磁性氧化铁
色、态
黑色粉末
黑色晶体
红棕色粉末
铁的价态
+2
+3
+2、+3
水溶性
难溶于水
稳定性
不稳定性
6FeO+O2=2Fe3O4
稳定
稳定
与酸的反应
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3+
+3H2O
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
与CO的反应
FexOy+yCO=xFe+yCO2
制取
高温熔融,过量的铁与氧气反应
2Fe+O2=2FeO
Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3=Fe2O3
+3H2O
铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2=Fe3O4
2.铁的氢氧化物的比较
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物理性质
白色,难溶于水的固体
红褐色,难溶于水的固体
化学性质
(1)与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
(2)与氧化性酸反应
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
(3)空气中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
(1)与酸反应
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
(2)受热分解
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制备
①煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
1.Fe3O4是复杂的化合物,经研究证明,在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价,有2/3的Fe是+3价,可看成FeO·Fe2O3,实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐,不是一般的氧化物。
2.Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同,前者是白色絮状沉淀,后者是红褐色沉淀。
而Fe(OH)2极不稳定,易被氧化成Fe(OH)3,反应现象是:
白色→灰绿色→红褐色。
若要观察到白色的Fe(OH)2沉淀,需要创造以下条件:
(1)排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子,以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe(OH)3。
(2)尽量排除溶液中溶解的氧气(绝对排除是办不到的),以减慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。
反应要用新制备的亚铁盐溶液,并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。
亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气,然后,把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中,或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液,可观察到白色絮状沉淀。
三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:
Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):
Fe
Cl2
COFe3+COO2
ZnCu2+H2HNO3
I-、I2、SAlKMnO4
Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2
Fe2+Fe、Cu、I-、S2-、H2SFe3+
(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)
1.学习铁及其化合物的性质要注意:
(1)抓价态:
从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.
(2)想属类:
如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性质.
2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.
3.具体反应有:
(1)Fe2+→Fe3+
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(亚铁盐溶液在空气中容易变质,如绿矾露置于空气中则是:
12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3)
③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑
④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+
如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫红变棕黄。
⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)Fe3+→Fe2+
①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色;如加入过量的Na2S溶液,,则又有黑色沉淀生成(FeS),向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为:
2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。
②2Fe3++SO32-+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+
③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。
④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。
⑤2Fe3++2I-=2Fe2++I2
4.Fe2+和Fe3+的检验
(1)Fe2+的检验:
方法一:
滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色。
方法二:
滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
(2)Fe3+的检验:
方法一:
滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。
方法二:
滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。
1.Fe2+和Fe3+的相互转化
Fe2+有还原性,高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+:
MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O
在酸性溶液中,空气中的氧也能把Fe2+氧化:
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
在碱性溶液中,Fe2+的还原性更强,它能把NO-3和NO-2还原成NH3,能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性,它能把I-氧化成I2:
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
在无线电工业上,常利用FeCl3溶液来刻蚀铜,制造印刷线路,它们反应的化学方程式是:
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
因此,铜在氯化铁溶液中能作还原剂,而FeCl3是氧化剂.
Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成Fe2+:
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
Fe3+还能被金属铁还原:
2Fe3++Fe=3Fe2+
在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.
2.Fe2+和Fe3+的颜色
Fe2+在水溶液中通常以水合离子[Fe(H2O)6]2+形式存在,呈淡绿色,并存在下列平衡:
[Fe(H2O)6]2++H2O
[Fe(H2O)5OH]++H2O+
这个平衡的pK=9.5,水解的程度很小,溶液近于中性.
Fe3+在酸性溶液中,通常以淡紫色的[Fe(H2O)6]3+形式存在.三氯化铁以及其他+3价铁盐溶于水后都发生显著的水解,实质是+3价水合铁离子的水解.只有在PH=0左右时,才有[Fe(H2O)6]3+存在(但由于有阴离子的存在,会生成其他的络离子,影响淡紫色的观察).当PH为2~3时,水解趋势很明显.它们的水解平衡如下:
[Fe(H2O)6]3++H2O
[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+
K=10-3.05
[Fe(H2O)5(OH)]2++H2O
[Fe(H2O)4(OH)2]++H3O+
K=10-3.26
生成的碱式离子呈黄色,它可聚合成二聚体:
2[Fe(H2O)6]3+
[Fe2(H2O)8(OH)2]4++2H3O+
K=10-2.91
二聚体是借OH-为桥把2个Fe3+连结起来形成的多核络离子.溶液的PH越高,水解聚合的倾向越大,最后逐渐形成胶体,析出红综色水合氧化铁沉淀。
3.例题精讲
例1.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中,充分反应后,溶液中大量存在的金属阳离子是()
A.只有Fe2+B.只有Fe3+
C.有Fe2+和Cu2+D.有Fe3+和Cu2+
思路与解析:
浓硝酸具有强氧化性,热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+,过量的铁又与Fe2+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu,所以充分后,溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+,故选A。
例2.将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体,求:
(1)反应后生成铜多少克?
(2)加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。
[思路]:
在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中投入铁粉后,Fe3+和Cu2+均可与铁发生反应,但由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以Fe应首先还原Fe3+,即首先发生反应:
Fe+2Fe3+=3Fe2+,但不可以只发生此反应,原因有二:
第一是若只发生此反应则说明铁粉较少,已完全反应无剩余,则不可能有5.2g不溶物;第二,若只发生此反应可依此反应计算出生成的FeSO4为(6g÷56g/mol)×3=0.32mol>0.1mol。
通过以上分析,可以看出,Fe在把全部的Fe3+还原后,不发生了还原Cu2+的反应,此时的Fe是否有剩余呢?
也就是余5.2g固体中肯定有Cu,是否含Fe呢?
这就是此题的关键所在,需通过计算推导确定。
[解析]:
发生反应的化学方程式为:
①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
两个反应共生成FeSO4为:
0.2L×0.5mol/L=0.1mol
观察两个反应不难发现,若生成同样的FeSO4,②式消耗的铁更多。
假设0.1molFeSO4全部为②式产生,则此时消耗的铁将达最大量为a。
Fe~FeSO4
1mol1mol
a0.1mol
a=0.1mol,即铁为5.6g,则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe,设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y。
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Xx3xyyyy
由题意得3x+y=0.1mol
6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得:
x=0.02moly=0.04mol
则生成铜:
0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L
例3.mg铁粉与一定量的HNO3在一定条件下充分反应,将生成的气体与标准状况nL氧气混合,恰好能被水完全吸收,m和n的关系是什么?
[思路]此题看起来,涉及的化学反应相当复杂,因HNO3的浓度和用量不同,生成Fe(NO3)3还是Fe(NO3)2不能确定,HNO3的还原产物是NO还是NO2也不能确定。
所以消耗的氧气也无从下手求出.但是从始态和终态来看,HNO3的还原产物与氧气混合后,最终还是生成HNO3,这样消耗的氧气相当于把mg铁粉氧化成+2价或+3价化合物,用极端思考法很容易求出。
[解析]:
假设HNO3为稀的,铁与HNO3反应后的价态是+2,
则有:
3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
(2)
(1)×2+
(2)得:
2Fe+O2+4HNO3=2Fe(NO3)2+2H2O
可改写为:
2Fe+O2+4HNO3=2FeO+4HNO3
即:
2Fe+O2=2FeO
同理可得:
4Fe+3O2=2Fe2O3问题便得以解决
即:
当铁被氧化为+2价时,由电子得失守衡得:
m/56×2=n/22.4×4n=O.2m
当铁被氧化为=+3价时,由电子得失守衡得:
m/56×3=n/22.4×4n=O.3m
则m与n的关系是:
O.2m≤n≤O.3m
[小结]此题在解题过程中,巧妙得使用了始态和终态,使复杂的问题简单化。
氧化还原反应中,电子得失守衡的使用,避免了繁琐的计算,在应试中赢得了时间,思维训练方面堪称是一道好题。
例4.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为21:
8,,则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是()。
A.1:
2:
1B.2:
1:
1C.1:
1:
1D.1:
1:
3
[思路]:
可用平均组成法来求解:
[解析]在混合物中Fe原子和氧原子物质的量之比为(21/56):
(8/16)=3:
4,则混合物的平均组成为Fe3O4,在三种组合中Fe3O4则不必多考虑,应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4,所以在混合物中它们的物质的量之比必需是1:
1.故答案应选C、D。
例5.某铁的“氧化物”样品,用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+。
该样品可能的化学式是()
A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7
[思路]:
利用正、负电荷相等列方程可快速解题。
[解析]设铁的氧化物中含O2-为xmol,则其化学式为FexOy,由O2-个数守恒有:
2yH++FexOy=yH2O+xFe+(2y/x)
2ymolymol
0.7molamol
2y:
y=0.7:
aa=0.35(mol)
设FexOy中含Fe2+bmol,则:
2Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
2mol22.4L
bmol0.56L
2:
b=22.4:
0.56b=0.05(mol)
设样品FexOy中含Fe3+为cmol,则由电荷守恒可得:
(2×0.05mol)×3cmol=2×0.35mol
解之得c=0.2mol
故样品FexOy中:
x:
y=(0.05+0.02):
0.35=5:
7
即样品“氧化铁”化学式为:
Fe5O7。
例6:
试样x由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样,按下图所示进行实验.
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.
(2)若全部的溶液y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物的质量是m,则每份试样x中氧化铜的质量为(用m表示).
[思路]:
本题第一问比较简单.发生的反应为:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu,Fe+2H+=Fe2++H2↑
第二问是考查思维的严密性和敏捷性.由题意,反应后溶液中不含Cu2+,所以两份试样中的铜元素全部转化为单质铜,而溶液是强酸性,则固体物中无Fe,所以m为铜的质量.故一份试样中氧化铜的质量为
×MCuO=
m=
m.
[解析]:
(1)Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2H+=Fe2+H2↑
(2)
m
例7.在下列所指的各溶液中,分别滴加NH4SCN溶液后,溶液不呈血红色的是()。
A.加入足量镁粉的Fe2(SO4)3溶液
B.加入过量铁粉的稀硝酸溶液
C.铁丝在足量的氯气中燃烧后,所得产物的溶液
D.长期暴露在空气中的绿矾溶液
[思路]:
实验室鉴定Fe3+的方法是利用KSCN溶液,它们相遇会呈血红色,若利用NH4SCN溶液,实质是一样的:
Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+
Fe3+可以结合1~6个SCN-,产物皆为血红色。
A.足量的镁粉可以使Fe3+转化为Fe2+或Fe,因为反应后不再有Fe3+,所以加入SCN-后,不会出现血红色。
B.过量的铁与稀硝酸进行如下反应:
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+H2O2Fe3++Fe=3Fe2+
因为反应后无Fe3+,所以加入SCN-后,也不会出现血红色。
C.Fe在Cl2中燃烧的产物是FeCl3,它的水溶液中存在着大量的Fe3+,所以加入SCN-后,会出现血红色。
D.FeSO4溶液中的Fe2+因暴露在空气中会被空气中的氧气氧化成Fe3+:
4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O
所以加入SCN-后,会出现血红色。
[解析]:
选A、B。
例8.将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68LH2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。
则原硫酸的物质的量浓度为()。
A.1.5mol/LB.0.5mol/L
C.2mol/LD.1.2mol/L
[思路]:
粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42-并无损耗,根据Na+守恒,非常易求得SO42-即原硫酸的物质的量浓度为:
2mol/L,故选C。
例9.金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀,其化学反应是:
Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。
现将有铜的印刷线路板浸入120mLFeCl3的浓溶液中,有9.6gCu被腐蚀掉。
取出印刷线路板,向溶液中加入8.4g铁粉,经充分反应,溶液中还存在4.8g不溶物。
则:
(1)溶液中存在那些离子?
(2)离子的浓度各是多少?
(设溶液体积不变)
[思路]:
存在的不溶物有两种可能:
一可能是铁、铜混合物,二可能只是铁。
若为铁、铜混合物,则溶液中的Cu2+必然全部析出,即不溶物的质量大于9.6g,显然错误,故不溶物为Cu。
[解析]:
(1)溶液中存在的离子为:
Fe2+、Cu2+、Cl-。
(2)溶液中n(Cu2+)=(9.6g-4.8g)÷64g/mol
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- 37 化合物
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