Question

14．已知X為FeO和CuO的混合物，取兩份等質(zhì)量的X樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
（1）寫出①、②和③步屬于氧化還原反應(yīng)的方程式（是離子反應(yīng)的寫離子反應(yīng)方程式）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu；
（2）設(shè)從③步所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含有一種金屬離子，氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L，試計(jì)算：取用的每份X的質(zhì)量56g．

Answer 1

分析 X為FeO和CuO的混合物，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，反應(yīng)①中發(fā)生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，A中含HCl、FeCl₂、CuCl₂，反應(yīng)②中發(fā)生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，B中含F(xiàn)e、Cu，C為CO₂，B與A反應(yīng)生成F為H₂，還原性Fe＞Cu，則Fe與A中陽離子反應(yīng)，反應(yīng)③發(fā)生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu，所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含一種金屬離子，固體D為Cu，E一定含F(xiàn)eCl₂，再根據(jù)變化前后元素質(zhì)量不變，由固體D銅的質(zhì)量，可求得混合物X中CuO的質(zhì)量，由與鐵反應(yīng)生成銅、氫氣的質(zhì)量，可計(jì)算出固體B中鐵的質(zhì)量，最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算出X中FeO與CuO的物質(zhì)的量及質(zhì)量．

解答 解：X為FeO和CuO的混合物，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，反應(yīng)①中發(fā)生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，A中含HCl、FeCl₂、CuCl₂，反應(yīng)②中發(fā)生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，B中含F(xiàn)e、Cu，C為CO₂，B與A反應(yīng)生成F為H₂，還原性Fe＞Cu，則Fe與A中陽離子反應(yīng)，反應(yīng)③發(fā)生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu，
（1）由上述分析可知，①、②和③步屬于氧化還原反應(yīng)的方程式為CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu，
故答案為：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂、Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu；
（2）由Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，可知與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$mol^-1×56g/mol=14g，
由題意可知一份X中含Cu的質(zhì)量為32g÷2=16 g，則每份中CuO的物質(zhì)的量為n（CuO）=n（Cu）=$\frac{16g}{64g/mol}$=0.25mol；
由　Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu 差量
    64　56　　　    　8
   16g   x            y
得16 g Cu²⁺與Fe反應(yīng)的差量y=8g×$\frac{16}{64}$=2 g，
與16 g Cu²⁺反應(yīng)的Fe的質(zhì)量x=56×$\frac{16}{64}$=14 g，
所以一份X中含F(xiàn)e的質(zhì)量為14g+14g=28 g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知：n（FeO）=n（Fe）=$\frac{28g}{56g/mol}$=0.5mol，
X（FeO與CuO的質(zhì)量和）的質(zhì)量為0.5mol×72g/mol+0.25mol×80g/mol=56g，
故答案為：56g．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握轉(zhuǎn)化中發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)推斷及計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．