Question

将1.12克铁粉加入25ml 2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后

为什么 二价铁离子和三价铁离子的 物质的量之比为6:1
求解析

Answer 1

解：依题意可知：铁粉的物质的量为n(Fe)=m÷M=1.12g÷56g/mol=0.02mol；
氯化铁的物质的量为n(FeCl3)=C×V=2mol/L×0.025L=0.05mol；
将铁粉加入氯化铁溶液中发生的反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+；根据反应方程式可知铁和三价铁离子按物质的量之比为1:2反应，又有n(Fe3+)=n(FeCl3)=0.05mol；所以显然三价铁离子过量；
Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+；
1 2 3
0.02mol n'(Fe3+) n(Fe2+)
1/2=0.02mol/n'(Fe3+) ，1/3=0.02mol/n(Fe2+)；
解得：n'(Fe3+) =0.04mol， n(Fe2+)=0.06mol；
因为反应的三价铁离子的物质的量为n'(Fe3+) =0.04mol，所以溶液中剩余的三价铁离子的物质的量为 n(Fe3+)- n'(Fe3+) =0.05mol-0.04mol=0.01mol；
所以溶液中二价铁离子和三价铁离子的物质的量之比为n(Fe2+):0.01mol=0.06:0.01=6:1；
所以二价铁离子和三价铁离子的物质的量之比为6:1。