Question

（2013?开封模拟）某混合物X由Cu、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种物质组成．进行如下实验．

请回答下列问题：
（1）经Ⅰ得到蓝色溶液，该过程中一定发生的化学反应是（用离子方程式表示）

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O

、

Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺

（2）X中一定含有的物质是

Cu、Fe₂O₃、SiO₂

．反应Ⅱ的化学方程式是

SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O

．
（3）为进一步确定上述混合物X的成分，另取9.08g X进行如下实验．
①加入足量的NaOH溶液，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体mg．
②向滤渣中加入过量盐酸，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体ng．
上述①、②由于缺少

洗涤

步骤（填操作名称），使得测定的质量m，n均

偏高

．
③按正确步骤重新进行实验后得到m=6.08g，n=1.6g．计算原混合物中各成分的质量之比是

m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0

．（不必化简）

Answer 1

分析：（1）Fe₂0₃能与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应；
（2）Fe₂0₃能与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到铜离子蓝色溶液，Si0₂与盐酸不反应；
（3）②过滤后应洗涤，有杂质固体质量增大；
③B加入过量氢氧化钠后剩余固体C，说明Fe₂O₃的量不足以使Cu全部被Fe³⁺氧化为Cu²⁺，目前可知B的成分为1.6gCu（0.025mol）和3.0gSiO₂（0.5mol），这里SiO₂的质量就是9.08g混合物中SiO₂的质量．

解答：解：（1）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）Fe₂0₃能与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到铜离子蓝色溶液，Si0₂与盐酸不反应，故必有Cu、Fe₂O₃、SiO₂；
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：Cu、Fe₂O₃、SiO₂；SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）②过滤后应洗涤，除掉可溶性杂质；有杂质固体质量增大，
故答案为：洗涤；偏高；
③B加入过量氢氧化钠后剩余固体C，说明Fe₂O₃的量不足以使Cu全部被Fe³⁺氧化为Cu²⁺，目前可知B的成分为1.6gCu（0.025mol）和3.0gSiO₂（0.5mol），这里SiO₂的质量就是9.08g混合物中SiO₂的质量．
由①可知，剩余固体中含有Fe₂O₃和Cu共mg．
由②可知，剩余固体中只含有ngCu．
重新测定知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．
设Fe₂O₃的质量为xg，那么它完全溶解在盐酸中生成

x

80

molFe³⁺，这些铁离子能将

x

160

molCu溶解，还剩余0.025molCu，
则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，
故答案为：m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0．

点评：本题考查物质的分离、提纯的基本方法选择与应用，题目难度中等，注意物质含量的计算．