答
[实验探究]甲同学实验操作的到的8.61g沉淀为氯化银,物质的量是0.06mol,则Cl-物质的量为0.06mol,乙同学pH调至4.0时,只有Fe3+沉淀而且沉淀完全,沉淀为氢氧化铁,灼烧得到0.32gFe2O3,物质的量为0.002mol,根据元素守恒可知Fe3+的物质的量为0.004mol,c(Fe3+)==0.4 mol•L-1;由2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+可知2n(Cu2+)=n(Fe2+),由电荷守恒可知,3n(Fe3+)+2n(Cu2+)+2n(Fe2+)=n(Cl-),即n(Cu2+)+n(Fe2+)=(0.06mol-0.004mol×3)=0.024mol,n(Cu2+)+n(Fe2+)=n(Cu2+)+2n(Cu2+)=0.024mol,求得:n(Cu2+)=0.008mol,c(Cu2+)==0.8 mol•L-1,则
n(Fe2+)=2n(Cu2+)=0.016mol,c(Fe2+)==1.6 mol•L-1,
故答案为:0.4;1.6;0.8;
[交流讨论]:根据上面计算可知,c(Fe3+)=0.4 mol•L-1,c(Cu2+)=0.8 mol•L-1,进入wg铁粉,铁粉质量不足,溶液中有残留的铜离子;使用硝酸做氧化剂,反应后引进了杂质硝酸根离子,
故答案为:加入铁粉不足,溶液中有残留的Cu2+;用HNO3氧化,会引入新的杂质NO3-;
[拓展延伸]:上述1L废液含有n(Fe3+)=0.4mol,n(Cu2+)=0.,8mol,铁先发生Fe+2Fe3+=3Fe2+ 后发生Cu2++Fe=Fe2++Cu,0.4molFe3+消耗0.2molFe,此时n(Cu2+)=0.8mol,得到坐标(0.2,0.8),然后Cu2++Fe=Fe2++Cu反应,消耗铁的物质的量与Cu2+减少的物质的量相等,可得到如下几个坐标(0.4,0.6)、(0.6,0.4)(0.8,0.2)、(1.0,0),根据以上关系可以画出1L废液中加入铁粉的物质的量与废液中铜离子的物质的量的关系曲线:
;
当铜离子物质的量变为0.4mol时,加入铁的物质的量为0.6mol,质量为0.6mol×56g/mol=33.6g,
故答案为:;33.6.
答案解析:[实验探究]:甲同学实验操作的到的8.61g沉淀为氯化银;乙同学pH调至4.0时,产生的沉淀为氢氧化铁,氢氧化铁受热分解为氧化铁和水,氧化铁为0.32g,可求出铁离子浓度,根据2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+和电荷守恒可求得亚铁离子和铜离子浓度;
[交流讨论]:溶液中存在铁离子,进入的铁粉wg无法将铜离子完全转化成铜单质;使用硝酸,引进了杂质硝酸根离子;
[拓展延伸]:上述1L废液含有n(Fe3+)=0.4mol,n(Cu2+)=0.08mol,铁先发生Fe+2Fe3+=3Fe2+ 后发生Cu2++Fe=Fe2++Cu,0.4molFe3+消耗0.2molFe,此时n(Cu2+)=0.08mol,然后Cu2++Fe=Fe2++Cu反应,消耗铁的物质的量与Cu2+减少的物质的量相等,以此关系画图即可;由图可看出当铜离子物质的量变为0.4mol时,加入铁的物质的量为0.6mol.
考试点:探究物质的组成或测量物质的含量;物质的量浓度的相关计算.
知识点:本题考查铜、铁极其离子的反应,侧重于物质的推断和离子浓度的计算,题目难度较大,试题体现了电荷守恒思想,作图能力和计算能力为本题难点、易错点.