Question

某混合物由Cu、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的若干种组成，为探究其组成，某化学小组取样品进行如下实验：

实验中的相关信息如下：

	试剂1	试剂2	滤渣1质量	滤渣2质量
实验一	稀盐酸	NaOH溶液	12.4g	6.4g
实验二	NaOH溶液	稀盐酸	28.8g	6.4g

（1）实验一中，滤渣2的成分是

 

（填化学式），判断依据是

 

．
（2）混合物中是否含有SiO₂？

 

（填“是”或“否”），判断依据是

 

．
（3）实验二中加入盐酸时发生反应的离子方程式是

 

、

 

．
（4）原混合物中各组分的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）实验一中，滤渣1只能是不溶于盐酸的Cu或SiO₂中的一种或两种．由于滤渣1与过量氢氧化钠溶液反应后质量减少，说明滤渣1的成分是Cu与SiO₂，则滤渣2是Cu；
（2）根据上述分析可知原混合物中含有SiO₂，且其质量为12.4g-6.4g=6.0g，物质的量为0.1mol；
（3）原混合物中，不溶于氢氧化钠溶液有Cu或Fe₂O₃，即实验二中滤渣1可能是Cu或Fe₂O₃中的一种或两种．滤渣1中加入过量盐酸，质量减少但仍有固体剩余，说明滤渣1中同时含有Cu和Fe₂O₃．则实验一中加入盐酸时，首先发生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，继而发生2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）滤渣2是发生（3）题所述反应后剩余的Cu，则原混合物中加入盐酸时反应掉的Cu和Fe₂O₃共有28.8g-6.4g=22.4g．根据上述方程式可知反应用去的Cu与Fe₂O₃的物质的量相等，设其物质的量均为x，则64g?mol^-1x+160g?mol^-1x=22.4g，解得x=0.1mol，即样品中含有0.1molFe₂O₃．剩余的6.4gCu的物质的量为0.1mol，则样品中Cu为0.2mol．由样品质量知原混合物中没有Al₂O₃，故n（Fe₂O₃）：n（Cu）：n（SiO₂）=0.1：0.2：0.1=1：2：1．

解答： 解：（1）分析过程可知，滤渣1只能是不溶于盐酸的Cu或SiO₂中的一种或两种．由于滤渣1与过量氢氧化钠溶液反应后质量减少，说明滤渣1的成分是Cu与SiO₂，则滤渣2是Cu．只有Cu既不溶于盐酸，又不溶于NaOH溶液；
故答案为：Cu；只有Cu既不溶于盐酸，又不溶于NaOH溶液；
（2）根据上述分析可知，实验一中滤渣1溶于NaOH溶液后质量减少，原混合物中含有SiO₂，且其质量为12.4g-6.4g=6.0g，物质的量为0.1mol；
故答案为：是；实验一中滤渣1溶于NaOH溶液后质量减少；
（3）原混合物中，不溶于氢氧化钠溶液有Cu或Fe₂O₃，即实验二中滤渣1可能是Cu或Fe₂O₃中的一种或两种．滤渣1中加入过量盐酸，质量减少但仍有固体剩余，说明滤渣1中同时含有Cu和Fe₂O₃．则实验一中加入盐酸时，首先发生Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，继而发生2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）滤渣2是发生（3）题所述反应后剩余的Cu，则原混合物中加入盐酸时反应掉的Cu和Fe₂O₃共有28.8g-6.4g=22.4g．根据上述方程式可知反应用去的Cu与Fe₂O₃的物质的量相等，设其物质的量均为x，则64g?mol^-1x+160g?mol^-1x=22.4g，解得x=0.1mol，即样品中含有0.1molFe₂O₃．剩余的6.4gCu的物质的量为0.1mol，则样品中Cu为0.2mol．由样品质量知原混合物中没有Al₂O₃，故n（Fe₂O₃）：n（Cu）：n（SiO₂）=0.1：0.2：0.1=1：2：1；
故答案为：1；2：1．

点评：本题考查了物质组成的实验探究和实验分析判断方法，掌握基础是解题关键，题目难度中等．