Question

（2010?江西模擬）某固體混合物X可能由Na₂O₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂中的一種或幾種物質組成．為確定X的成分，進行了如下三個試驗．分析并回答下列問題：

（1）由試驗①可得出的結論為：

混合物X中無Na₂O₂

．
（2）步驟Ⅰ所發生反應的離子方程式為：

Fe₂O₃+6^H+=2Fe³⁺+3H₂O

，

Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺

．反應Ⅱ涉及固體質量變化的化學方程式為：

SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O

．
（3）由步驟Ⅲ可得出的結論為：

混合物X中無Al₂O₃

．
（4）步驟Ⅳ所得藍色溶液中陽離子為

H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺

．
（5）原混合物中各成分的質量之比是

m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=3.2：3.2：3.0

．（不必簡化）

Answer 1

分析：（1）根據過量鹽酸溶解前后固體質量變化來回答；
（2）藍色溶液是銅離子的顏色，根據金屬Cu和鹽酸不反應，氧化鐵能和鹽酸反應生成三價鐵離子，三價鐵離子可以和金屬銅反應，據此來回答；
（3）根據固體和過量氫氧化鈉反應后質量減少量結合步驟②來回答；
（4）根據溶液中所發生的反應以及各個物質的量的多少來確定離子的組成；
（5）根據化學方程式結合題干中各個物質的質量變化情況進行計算．

解答：解：（1）過氧化鈉會和水發生反應生成氫氧化鈉和氧氣，會導致質量變化，故答案為：混合物X中無Na₂O₂；
（2）X和過量鹽酸反應生成藍色溶液，所以是銅離子的顏色，但是金屬Cu和鹽酸不反應，所以一定含有氧化鐵，和鹽酸反應生成的三價鐵離子可以和金屬銅反應，二氧化硅可以和氫氧化鈉反應，4.92g固體和氫氧化鈉反應后，固體質量減少了3.0g，所以該固體為二氧化硅，質量為3.0g，涉及的反應有：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②4.92g固體和氫氧化鈉反應后，固體質量減少了3g，所以該固體為二氧化硅且質量為3.0g，根據③9.4gX和過量的氫氧化鈉反應，固體質量變為6.4g，所以固體只有二氧化硅，一定沒有氧化鋁，故答案為：混合物X中無Al₂O₃；     
（4）根據上面兩題可以知道，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，加入過量的鹽酸，發生反應：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③，設氧化鐵的物質的量是x，金屬銅的物質的量是y，則根據反應：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，
所以氧化鐵的質量為0.02mol×160g/mol=3.2g，金屬銅的質量為：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．

點評：本題是一道物質的組成的確定的題目，注意物質的性質以及化學方程式的計算知識，屬于綜合知識的考查，難度大．