Question

　　將一塊銅板浸泡在一定濃度的FeCl₃溶液中一段時(shí)間后取出，得到一混合溶液，某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)為分析該混合溶液的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

　　Ⅰ、取50.0 mL混合溶液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，得白色沉淀，過(guò)濾、干燥、稱量，沉淀質(zhì)量為86.1 g；

　�、�、另取50.0 mL混合溶液，向其中加入1.40 g鐵粉，結(jié)果鐵粉全部溶解但未見固體析出；

　�、蟆⒃偃�50.0 mL混合溶液，向其中加入20.0 mL稀硝酸，到一種無(wú)色氣體，其體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)為0.448 L；

　　請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)分析計(jì)算：

(1)原FeCl₃溶液物質(zhì)的量濃度(反應(yīng)過(guò)程中過(guò)程中溶液體積的變化忽略不計(jì))；

(2)所得混合溶液中c(Cu²⁺)的取值范圍；

(3)若要進(jìn)一步求得混合溶液中c(Cu²⁺)的具體數(shù)值，在只單獨(dú)使用AgNO₃溶液、鐵粉或稀硝酸的前題下，還可測(cè)出哪些數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)？

Answer 1

答案：
解析：

　　(1)解：由I得50.0 mL混合溶液中c(Cl^－)＝

　　所以原FeCl₃溶液中c(FeCl₃)＝(2分)

　　(2)解：Ⅱ中加入1.4 g　Fe無(wú)固體剩余，即發(fā)生的反應(yīng)為：Fe＋2Fe³⁺＝3Fe²⁺

　　所以50.0 mL混合溶液中至少含有Fe³⁺：(1分)

　　Ⅲ中加入20.0 mL稀硝酸后產(chǎn)生的氣體為NO，反生的反應(yīng)為

　　3Fe²⁺＋4H⁺＋NO₃^－＝3Fe³⁺＋NO↑＋2H₂O

　　即50.0 mL混合溶液中至少含有Fe²⁺：(1分)

　　50.0 mL混合溶液中根據(jù)鐵元素守恒有：

　　n(Fe²⁺)＋n(Fe³⁺)＝4.0 mol/L×0.05 L＝0.20 mol

　　根據(jù)電荷守恒有：

　　3n(Fe³⁺)＋2n(Fe²⁺)＋2n(Cu²⁺)＝n(Cl^－)＝

　　當(dāng)n(Fe³⁺)有最小值時(shí)，n(Fe²⁺)、n(Cu²⁺)有最大值，且由上述兩等式可求得

　　n(Cu²⁺)的最大值為0.075 mol(2分)

　　當(dāng)n(Fe²⁺)有最小值時(shí)，n(Fe³⁺)有最大值，n(Cu²⁺)有最小值，同樣可求得

　　n(Cu²⁺)的最小值為0.03 mol(2分)

　　所以，50.0 mL混合溶液中n(Cu²⁺)的取值范圍為：［0.600 mol/L，1.50 mol/L］

　　(3)解：還可測(cè)出50.0 mL混合溶液中n(Fe²⁺)的值，應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是向50.0 mL混合溶液中加入足量的稀硝酸，測(cè)出生成的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)．(2分)