Question

7．某混合物M由Cu、Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃中的一種或幾種物質(zhì)組成．現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
回答下列問題：
（1）經(jīng)①得到藍(lán)色溶液，該過程一定發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺（用離子方程式表示）；
（2）反應(yīng)②的化學(xué)方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
為進(jìn)一步測定混合物M的成分，又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（3）上敘兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了混合物M是由Cu、SiO₂、Fe₂O₃物質(zhì)組成，其質(zhì)量之比為m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0（不必化簡）．

Answer 1

分析 9.08g固體與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，則溶液中含有Cu²⁺，因銅與稀硫酸不反應(yīng)，則一定含有Fe₂O₃，首先發(fā)生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，然后發(fā)生Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，只有SiO₂與稀硫酸不反應(yīng)，則A為SiO₂，加入過量NaOH，剩余固體B應(yīng)為Cu，9.08g固體加入過量氫氧化鈉，固體C應(yīng)為Cu、Fe₂O₃，結(jié)合反應(yīng)的離子方程式解答該題．

解答 解；9.08g固體與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，則溶液中含有Cu²⁺，因銅與稀硫酸不反應(yīng)，則一定含有Fe₂O₃，首先發(fā)生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，然后發(fā)生Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，只有SiO₂與稀硫酸不反應(yīng)，則A為SiO₂，加入過量NaOH，剩余固體B應(yīng)為Cu，9.08g固體加入過量氫氧化鈉，固體C應(yīng)為Cu、Fe₂O₃，
（1）Fe₂0₃能與稀硫酸反應(yīng)生成氯化鐵，離子方程式：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，銅能與三價(jià)鐵離子反應(yīng)，離子方程式：Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）反應(yīng)②二氧化硅能與氫氧化鈉的反應(yīng)，反應(yīng)生成硅酸鈉，化學(xué)方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）B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(zhì)量就是9.08g混合物中SiO₂的質(zhì)量．
重新測定知C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(shè)Fe₂O₃的質(zhì)量為xg，那么它完全溶解在鹽酸中生成$\frac{x}{80}$molFe³⁺，這些鐵離子能將$\frac{x}{160}$molCu溶解，還剩余0.025molCu，
則x+（$\frac{x}{160}$+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：Cu、SiO₂、Fe₂O₃；m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物成分的推斷及計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷存在的物質(zhì)，注意合理分析題中數(shù)據(jù)，根據(jù)題中數(shù)據(jù)及反應(yīng)方程式計(jì)算出銅和氧化鐵的物質(zhì)的量．