Question

7．某混合物M由Cu、Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃中的一种或几种物质组成．现进行如下实验：
回答下列问题：
（1）经①得到蓝色溶液，该过程一定发生的化学反应是Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺（用离子方程式表示）；
（2）反应②的化学方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
为进一步测定混合物M的成分，又进行了如下实验：

（3）上叙两个实验说明了混合物M是由Cu、SiO₂、Fe₂O₃物质组成，其质量之比为m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0（不必化简）．

Answer 1

分析 9.08g固体与稀硫酸反应生成蓝色溶液，则溶液中含有Cu²⁺，因铜与稀硫酸不反应，则一定含有Fe₂O₃，首先发生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，然后发生Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，只有SiO₂与稀硫酸不反应，则A为SiO₂，加入过量NaOH，剩余固体B应为Cu，9.08g固体加入过量氢氧化钠，固体C应为Cu、Fe₂O₃，结合反应的离子方程式解答该题．

解答 解；9.08g固体与稀硫酸反应生成蓝色溶液，则溶液中含有Cu²⁺，因铜与稀硫酸不反应，则一定含有Fe₂O₃，首先发生Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，然后发生Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，只有SiO₂与稀硫酸不反应，则A为SiO₂，加入过量NaOH，剩余固体B应为Cu，9.08g固体加入过量氢氧化钠，固体C应为Cu、Fe₂O₃，
（1）Fe₂0₃能与稀硫酸反应生成氯化铁，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）反应②二氧化硅能与氢氧化钠的反应，反应生成硅酸钠，化学方程式是SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，
故答案为：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（3）B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．
重新测定知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．
设Fe₂O₃的质量为xg，那么它完全溶解在盐酸中生成$\frac{x}{80}$molFe³⁺，这些铁离子能将$\frac{x}{160}$molCu溶解，还剩余0.025molCu，
则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，
故答案为：Cu、SiO₂、Fe₂O₃；m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：2.88：3.0．

点评 本题考查混合物成分的推断及计算，侧重于学生的分析、计算能力的考查，为高频考点，注意根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的物质的量．