Question

【題目】（一）某工廠排放出有毒物質NOCl，它遇水就會生成NO3-。NOCl分子中各原子均滿足8電子穩定結構，則NOCl的電子式為_____。水源中的NO3-對人類健康會產生危害。為了降低水源中NO3-的濃度，有研究人員建議在堿性條件下用鋁粉將NO3-還原為N2，該反應的離子方程式為____

（二）某工廠用FeCl3溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產印刷電路，發生反應的化學方程式為：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2。實驗小組的同學對生產印刷電路板的廢液成分進行了如下探究：

①取少量廢液，滴加KSCN溶液顯紅色。

②取100mL廢液，加入足量的AgNO3溶液，析出沉淀43.05g。

③另取100mL廢液，加入一定質量的銅片，充分反應后，測得銅片的質量減少了2.56g，再向反應后的溶液中滴加KSCN溶液不變色。

根據探究實驗得出結論：

（1）廢液中含有的金屬離子是______。

（2）100mL廢液中Cl-的物質的量是______。

（3）原100mL廢液中銅離子的物質的量濃度是____。

Answer 1

【答案】 10Al+6NO3-+4OH－==3N2+10AlO2-+2H2O Cu2+、Fe2+、Fe3+ 0.3mol 0.1mol/L

【解析】

（一）NOCl分子中各原子均滿足8電子穩定結構，則NOCl的電子式為，根據題干信息，反應物為：鋁、NO3-、OH-，生成物為：N2、H2O、堿性條件下鋁參加反應生成物還有AlO2-，反應中Al→AlO2-，Al元素化合價由0價升高為+3價，共升高3價，NO3-→N2↑，氮元素化合價由+5價降低為0價，共降低10價，化合價升降最小公倍數為30，依據原子個數守恒、電荷守恒反應的離子方程式：10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O，故答案為：，10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O。

（二）①取少量廢液，滴加KSCN溶液顯紅色，證明溶液中存在Fe3+；

②取100mL廢液，加入足量的硝酸銀溶液，析出沉淀43.05 g，析出沉淀43.05 g是氯化銀，物質的量是43.05g÷143.5g.mol＝0.3mol；

③另取100mL廢液，加入一定質量的銅片，充分反應后，測得銅片的質量減少了2.56g，再向反應后的溶液中滴加KSCN溶液不變色，說明鐵離子完全被消耗，發生了反應：2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+，參加反應的銅的物質的量是2.56g÷64g/mol＝0.04mol，所以n（Fe3+）＝0.08mol；

（1）根據①的現象和反應2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+可知廢液中含有的金屬離子是：Fe3+、Cu2+、Fe2+，故答案為：Fe3+、Cu2+、Fe2+。

（2）根據氯離子守恒，n（Cl-）=n（AgCl）=0.3mol，故答案為：0.3mol。

（3）原溶液中含有的氯化鐵的物質的量是：n(Cl)/3＝0.1mol，根據反應2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+，氯化鐵能夠消耗0.05molCu，由于③中只消耗了0.04molCu，故100mL廢液中Cu2+的物質的量是：0.05mol-0.04mol＝0.01mol，濃度是0.01mol÷0.1L＝0.1mol/L，故答案為：0.1mol/L。