Question

5．现有一包20g该混合物，其中可能含有氧化铁，氧化铜和氧化铝．为了确定该混合物的组成，某学习小组做了如下实验：①取5g该混合物固体，用足量的盐酸溶解，发现所得溶液显蓝色，无固体剩余 ②再取5g该混合物，用足量的氢氧化钠溶液溶解，发现所得溶液显无色，有黑色固体剩余，过滤，洗涤固体残余物，晾干，称量，剩余固体的质量是1.94g．
（1）该混合物中，n（氧化铁）=0，n（氧化铝）=0.12mol
（2）溶解20g该混合物固体消耗2mol•L^-1盐酸体积是多少毫升？

Answer 1

分析 取5g该混合物固体，用足量的盐酸溶解，发现所得溶液显蓝色，无固体剩余，说明固体中一定含有氧化铜；
②再取5g该混合物，用足量的氢氧化钠溶液溶解，发现所得溶液显无色，有黑色固体剩余，过滤，洗涤固体残余物，晾干，称量，剩余固体的质量是1.94g，说明溶液中一定含有氧化铝和氧化铜，其中氧化铜的质量为1.94g，氧化铝的质量为：5g-1.94g=3.06g，
（1）根据分析计算出20g混合物中含有的氧化铝、氧化铜的物质的量，混合物中不含氧化铁；
（2）混合物与盐酸反应生成AlCl₃、CuCl₂，根据质量守恒计算出消耗盐酸的总物质的量，再根据V=$\frac{n}{c}$计算出消耗盐酸的体积．

解答 解：取5g该混合物固体，用足量的盐酸溶解，发现所得溶液显蓝色，无固体剩余，说明固体中一定含有氧化铜；
②再取5g该混合物，用足量的氢氧化钠溶液溶解，发现所得溶液显无色，有黑色固体剩余，过滤，洗涤固体残余物，晾干，称量，剩余固体的质量是1.94g，说明溶液中一定含有氧化铝和氧化铜，其中氧化铜的质量为1.94g，氧化铝的质量为：5g-1.94g=3.06g，
（1）根据分析可知，混合物中含有3.06g氧化铝，1.94gCuO，不含氧化铁，含有氧化铝的物质的量为$\frac{3.06g}{102g/mol}$×$\frac{20g}{5g}$=0.12mol，
故答案为：0；0.12mol；
（2）1.94g氧化铜的物质的量为：$\frac{1.94g}{80g/mol}$=0.02425mol，原混合物中含有氧化铜的物质的量为0.02425mol×$\frac{20g}{5g}$=0.097mol，
氧化铜、氧化铝与盐酸反应生成AlCl₃、CuCl₂，则20g混合物与足量盐酸反应消耗HCl的总物质的量为n（HCl）=0.12mol×3+0.097mol×2=0.554mol，
消耗2mol/L的盐酸的体积为：$\frac{0.554mol}{2mol/L}$=0.227L=227mL，
答：溶解20g该混合物固体消耗2mol•L^-1盐酸体积是227mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，正确判断混合物组成为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．