已知:2Fe
3++Cu=2Fe
2++Cu
2+.
現(xiàn)有一包鐵粉和銅粉混合粉末,為了確定其組成,現(xiàn)提供4mol/L的FeCl
3溶液(其他用品略),與混合粉末反應(yīng).某合作學(xué)習(xí)小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果如下(假定反應(yīng)前后溶液體積不變):
組別 | ① | ② | ③ | ④ |
V[FeCl3(aq)]/mL | 100 | 100 | 100 | 100 |
混合粉末質(zhì)量/g | 6 | 13.2 | 24 | 36 |
反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量/g | 0 | 1.28 | 12.8 | 24.8 |
分析表中所給數(shù)據(jù),回答:
(1)證明第①組反應(yīng)后溶液中是否有Fe
3+的方法是:______.
(2)在第④組中,反應(yīng)后剩余的固體是______(填化學(xué)式),反應(yīng)后溶液中的c(Fe
2+)=______.
(3)原混合粉末中鐵和銅的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____.
鐵的還原性強(qiáng)于銅,所以Fe
3+先和鐵反應(yīng)Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,反應(yīng)完全后Fe
3+有剩余,再與銅反應(yīng)Cu+2Fe
3+=Fe
2++Cu
2+,能剩余的固體可以是銅,可以是鐵和銅,從第②組數(shù)據(jù)中可以得出FeCl
3溶液全部參與反應(yīng),100mL FeCl
3溶液能溶解金屬質(zhì)量13.2g-1.28g=11.92g,大于第①組溶解的金屬質(zhì)量,故第①組金屬完全反應(yīng)、FeCl
3有剩余,第②組實(shí)驗(yàn)中FeCl
3溶液全部參與反應(yīng),其物質(zhì)的量為=0.1L×4mol/L=0.4mol,假設(shè)只發(fā)生Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為0.2mol,則溶解的Fe的質(zhì)量為0.2mol×56g/mol=11.2g<11.92g,所以同時(shí)也有一部分Cu溶解,所以剩余的固體全部為Cu;
第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng),剩余12.8g為Cu,故第④組實(shí)驗(yàn)中,剩余固體為Fe、Cu,
(1)取第①組反應(yīng)后的溶液少許,向其中滴加幾滴KSCN溶液,若溶液變紅,則證明A中有Fe
3+;若溶液不變紅,則沒(méi)有Fe
3+,
故答案為:取第①組反應(yīng)后的溶液少許,向其中滴加幾滴KSCN溶液,若溶液變紅,則證明A中有Fe
3+;若溶液不變紅,則沒(méi)有Fe
3+;
(2)由上述分析可知,第④組實(shí)驗(yàn)剩余金屬為Fe和Cu,參加反應(yīng)計(jì)算為11.2g,其物質(zhì)的量為0.2mol,由Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,可知溶液中n(Fe
2+)=0.6mol,故c(Fe
2+)=
=6mol/L,
故答案為:6mol/L;
(3)根據(jù)第③組實(shí)驗(yàn)中溶解金屬為24g-12.8g=11.2g,混合物中Fe恰好完全反應(yīng)、Cu不反應(yīng),剩余12.8g為Cu,故混合物中Fe與Cu的物質(zhì)的量之比=
:
=1:1,
故答案為:1:1.