Question

某固體混合物X可能由Na₂O₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂中的一種或幾種物質(zhì)組成．為確定X的成分，進(jìn)行了如下三個(gè)試驗(yàn)．分析并回答下列問(wèn)題：

（1）由試驗(yàn)①可得出的結(jié)論為：______．
（2）步驟Ⅰ所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：______，______．反應(yīng)Ⅱ涉及固體質(zhì)量變化的化學(xué)方程式為：______．
（3）由步驟Ⅲ可得出的結(jié)論為：______．
（4）步驟Ⅳ所得藍(lán)色溶液中陽(yáng)離子為______．
（5）原混合物中各成分的質(zhì)量之比是______．（不必簡(jiǎn)化）

Answer 1

解：（1）過(guò)氧化鈉會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量變化，故答案為：混合物X中無(wú)Na₂O₂；
（2）X和過(guò)量鹽酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，所以是銅離子的顏色，但是金屬Cu和鹽酸不反應(yīng)，所以一定含有氧化鐵，和鹽酸反應(yīng)生成的三價(jià)鐵離子可以和金屬銅反應(yīng)，二氧化硅可以和氫氧化鈉反應(yīng)，4.92g固體和氫氧化鈉反應(yīng)后，固體質(zhì)量減少了3.0g，所以該固體為二氧化硅，質(zhì)量為3.0g，涉及的反應(yīng)有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（3）根據(jù)②4.92g固體和氫氧化鈉反應(yīng)后，固體質(zhì)量減少了3g，所以該固體為二氧化硅且質(zhì)量為3.0g，根據(jù)③9.4gX和過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)，固體質(zhì)量變?yōu)?.4g，所以固體只有二氧化硅，一定沒(méi)有氧化鋁，故答案為：混合物X中無(wú)Al₂O₃；
（4）根據(jù)上面兩題可以知道，X中含有二氧化硅、氧化鐵和金屬銅，加入過(guò)量的氫氧化鈉，得到的6.4g固體為金屬銅和氧化鐵的混合物，加入過(guò)量的鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
所以溶液中含有的離子為H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，故答案為：H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺；
（5）根據(jù)③，設(shè)氧化鐵的物質(zhì)的量是x，金屬銅的物質(zhì)的量是y，則根據(jù)反應(yīng)：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺得出：Fe₂O₃～2Fe³⁺～Cu，則160x+64y=6.4，64y-64x=1.92，解得x=0.02mol，y=0.05mol，
所以氧化鐵的質(zhì)量為0.02mol×160g/mol=3.2g，金屬銅的質(zhì)量為：0.05mol×64g/mol=3.2g．
即m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：3.2：3.0，故答案為：m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：3.2：3.0．
分析：（1）根據(jù)過(guò)量鹽酸溶解前后固體質(zhì)量變化來(lái)回答；
（2）藍(lán)色溶液是銅離子的顏色，根據(jù)金屬Cu和鹽酸不反應(yīng)，氧化鐵能和鹽酸反應(yīng)生成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子可以和金屬銅反應(yīng)，據(jù)此來(lái)回答；
（3）根據(jù)固體和過(guò)量氫氧化鈉反應(yīng)后質(zhì)量減少量結(jié)合步驟②來(lái)回答；
（4）根據(jù)溶液中所發(fā)生的反應(yīng)以及各個(gè)物質(zhì)的量的多少來(lái)確定離子的組成；
（5）根據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合題干中各個(gè)物質(zhì)的質(zhì)量變化情況進(jìn)行計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道物質(zhì)的組成的確定的題目，注意物質(zhì)的性質(zhì)以及化學(xué)方程式的計(jì)算知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度大．