Question

某混合物X由A1₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂中的一种或几种物质组成．进行如图实验．

请回答：
（1）Ⅰ过程中一定发生的化学反应是，用离子方程式表示

 

．
（2）反应Ⅱ的化学方程式是

 

．
（3）为进一步确定上述混合物X的成分，另取9.08gX加入足量的NaOH溶液，过滤，洗涤，干燥得固体6.08g．A中含有的物质为

 

．计算各组份的物质的量，写出计算过程：（已知相对原子质量：Cu：64  
Al：27   Fe：56   Si：30   O：16    H：1 ）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：9.08gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.60g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，又Cu与NaOH不反应，1.6g固体只含Cu．
（1）Fe₂0₃能与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应；
（2）二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠；
（3）由流程可知二氧化硅的质量为3.0g，9.08gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.08g不溶物，固体质量减少3g，则原固体中只含有SiO₂，没有Al₂O₃，二氧化硅质量为3.0g，则Fe₂O₃、Cu一共6.08g，设Fe₂O₃为xmol，Cu为ymol，则160x+64y=6.08，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，
xmol       2xmol       xmol   2xmol
则反应剩余的Cu为：（y-x）mol×64g/mol=1.6g，
解方程式组得到x、y的物质的量．

解答： 解：9.08gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.60g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，又Cu与NaOH不反应，1.6g固体只含Cu；9.08gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.08g不溶物，固体质量减少3g，则原固体中只含有SiO₂，没有Al₂O₃，
（1）通过以上分析可知X中一定存在的是Cu、Fe₂O₃、SiO₂，Fe₂0₃能与盐酸反应生成氯化铁，离子方程式：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，铜能与三价铁离子反应，离子方程式：Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠，化学方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，故答案为：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）由流程可知二氧化硅的质量为3.0g，9.08gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.08g不溶物，固体质量减少3g，则原固体中只含有SiO₂，没有Al₂O₃，二氧化硅质量为3.0g，n（SiO₂）=

3g

30g/mol

=0.1mol，故混合物中含Fe₂O₃、Cu、SiO₂，则Fe₂O₃、Cu一共6.08g，设Fe₂O₃为xmol，Cu为ymol，则160x+64y=6.08，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，
xmol       2xmol       xmol    2xmol
则反应剩余的Cu为：（y-x）mol×64g/mol=1.6g，
解得：x=0.02，y=0.045，
答：A中含有的物质为：Cu、Fe₂O₃、SiO₂，
n（Fe₂O₃）=0.02mol，n（Cu）=0.045mol，n（SiO₂）=0.1mol．

点评：本题考查混合物成分的推断及计算，注意根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的物质的量．