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Fe3+和Cu、Cu2+和Fe之间的反应是我们学习过程中的一个非常重要的知识点,掌握彼此间的转化及计算,对培养我们的综合能力是十分必要的。
现讨论如下:
将a mol Fe3+、b mol Cu2+、c mol Fe和dmol Cu混合于同一反应体系中充分反应。可能发生的反应有:
①2Fe3++Fe3Fe2+②2Fe3++CuCu2++2Fe2+③Fe+Cu2+Cu+Fe2+
现从以下角度进行讨论:
(1)从发生的化学反应来讨论
①无论a、b、c、d取何值,反应①、②、③不可能均发生。
②当c=,只发生①,因为Fe2+的氧化性最强。
③当c>时,发生的反应是先①后③。
④当c<时,发生的反应是先①后②。
(2)从反应后不溶物的成分来看溶液中的成分及含量
不溶物的成分无非只有Fe,或只有Cu,或Fe、Cu都有,下面逐一进行讨论:
①若不溶物是Fe和Cu,则溶液中一定有Fe2+,一定无Fe3+和Cu2+,一定有Fe2+,其物质的量n(Fe2+)=(a+b)mol。
②若不溶物只有Cu,则溶液中一定无Fe3+,一定有Fe2+,其物质的量为(a+c)mol,可能有Cu2+。若满足C=+b,则无Cu2+;若<c<+b,则有Cu2+,其物质的量为(b+-c)mol,且小于b mol;若c<<c+d,也有Cu2+,其量仍为(b+-c)mol,但大于b mol。
(3)从反应后溶液的成分来看不溶物的成分及含量
①若溶液中有Fe3+,必定还有Cu2+和Fe2+,则反应后无不溶物。
②若溶液中只有Cu2+和Fe2+,则不溶物中一定无Fe,可能有Cu。当满足a=2c+2d时,无Cu;当满足2c<a<2c+2d时,有Cu,其量为(d+c-)mol,且小于d mol;当满足a<2c<2c+2d时,亦有Cu,其量仍为(d+c-)mol,但大于d mol。
③若溶液中只有Fe2+,则反应后的不溶物中一定有Cu,其量为(b+d)mol,可能有Fe。当c=+b时,无Fe;当c>+b时有Fe,其量为(c--b)mol。
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