Question

（2013?開封模擬）某混合物X由Cu、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一種或幾種物質組成．進行如下實驗．

請回答下列問題：
（1）經(jīng)Ⅰ得到藍色溶液，該過程中一定發(fā)生的化學反應是（用離子方程式表示）

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O

、

Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺

（2）X中一定含有的物質是

Cu、Fe₂O₃、SiO₂

．反應Ⅱ的化學方程式是

SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O

．
（3）為進一步確定上述混合物X的成分，另取9.08g X進行如下實驗．
①加入足量的NaOH溶液，過濾，將濾渣在氮氣氣流中干燥得固體mg．
②向濾渣中加入過量鹽酸，過濾，將濾渣在氮氣氣流中干燥得固體ng．
上述①、②由于缺少

洗滌

步驟（填操作名稱），使得測定的質量m，n均

偏高

．
③按正確步驟重新進行實驗后得到m=6.08g，n=1.6g．計算原混合物中各成分的質量之比是

m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0

．（不必化簡）

Answer 1

分析：（1）Fe₂0₃能與鹽酸反應生成氯化鐵，銅能與三價鐵離子反應；
（2）Fe₂0₃能與鹽酸反應生成氯化鐵，銅能與三價鐵離子反應得到銅離子藍色溶液，Si0₂與鹽酸不反應；
（3）②過濾后應洗滌，有雜質固體質量增大；
③B加入過量氫氧化鈉后剩余固體C，說明Fe₂O₃的量不足以使Cu全部被Fe³⁺氧化為Cu²⁺，目前可知B的成分為1.6gCu（0.025mol）和3.0gSiO₂（0.5mol），這里SiO₂的質量就是9.08g混合物中SiO₂的質量．

解答：解：（1）Fe₂0₃能與鹽酸反應生成氯化鐵，離子方程式：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，銅能與三價鐵離子反應，離子方程式：Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）Fe₂0₃能與鹽酸反應生成氯化鐵，銅能與三價鐵離子反應得到銅離子藍色溶液，Si0₂與鹽酸不反應，故必有Cu、Fe₂O₃、SiO₂；
二氧化硅能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，化學方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：Cu、Fe₂O₃、SiO₂；SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）②過濾后應洗滌，除掉可溶性雜質；有雜質固體質量增大，
故答案為：洗滌；偏高；
③B加入過量氫氧化鈉后剩余固體C，說明Fe₂O₃的量不足以使Cu全部被Fe³⁺氧化為Cu²⁺，目前可知B的成分為1.6gCu（0.025mol）和3.0gSiO₂（0.5mol），這里SiO₂的質量就是9.08g混合物中SiO₂的質量．
由①可知，剩余固體中含有Fe₂O₃和Cu共mg．
由②可知，剩余固體中只含有ngCu．
重新測定知X中含有Fe₂O₃和Cu共6.08g，加上3.0gSiO₂正好是9.08g，所以混合物中含有Fe₂O₃、Cu和SiO₂．
設Fe₂O₃的質量為xg，那么它完全溶解在鹽酸中生成

x

80

molFe³⁺，這些鐵離子能將

x

160

molCu溶解，還剩余0.025molCu，
則x+（

x

160

+0.025）×64=6.08，
解得x=3.2．
所以9.08g混合物中含有Fe₂O₃3.2g，Cu 2.88g，SiO₂ 3.0g，
故答案為：m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0．

點評：本題考查物質的分離、提純的基本方法選擇與應用，題目難度中等，注意物質含量的計算．