Question

【題目】某鐵和銅的固體混合物在空氣中部分生銹(銹的成分為 CuO 和 Fe2O3)，其總質量為 6.4 g，某實驗小組對此固體混合物進行實驗探究。

(1)操作 1 的名稱為_____，此操作使用的玻璃儀器有_____、_____、_____。

(2)固體混合物中兩種氧化物與稀硫酸反應的離子方程式為_____、_____。

(3)紅色固體濾渣為_____(填“銅”或“氧化鐵”)。

(4)查閱資料知 Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4，說明在淺綠色強酸性溶液中___________ (填“含”或“不含”)Fe2(SO4)3。

(5)“一系列操作”中，其中有一步反應如下，請將此反應方程式配平:

_____Fe(OH)2+_________O2+_____H2O_____Fe(OH)3

(6)通過進一步實驗得出:淺綠色溶液中不含 Cu2+，則原部分生銹的固體混合物中氧元素的質量分數為_________。

Answer 1

【答案】過濾 燒杯 漏斗 玻璃棒 CuO+2H+=Cu2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 銅 不含 4 1 2 4 5%

【解析】

(1)根據圖示，加入硫酸后分為濾液和濾渣，則操作1的名稱為過濾，過濾操作使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

(2)固體混合物中CuO 和 Fe2O3可與稀硫酸反應的離子方程式為CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(3)混合物中只有銅不與硫酸反應，則紅色固體濾渣為銅；

(4)查閱資料知 Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，銅單質有剩余，故硫酸鐵全部轉化為硫酸亞鐵，則濾液為硫酸亞鐵溶液，說明在淺綠色強酸性溶液中不含Fe2(SO4)3；

(5)鐵元素由+2價變為+3價，失去1個電子，氧元素由0價變為-2價，共得到4個電子，根據電子得失守恒和物料守恒，方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(6)原混合物為鐵、銅、氧化銅，氧化鐵組成，則混合物的總質量=6.4g=m(Cu) + m(Fe)+ m(O)的質量，則m(Cu)=3.84g，m(Fe)=3.2g×=2.24g，則m(O)= 6.4g-m(Cu)- m(Fe) =0.32g，則原部分生銹的固體混合物中氧元素的質量分數=。

(1)根據圖示，加入硫酸后分為濾液和濾渣，則操作1的名稱為過濾，過濾操作使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，

故答案為：過濾；燒杯；漏斗；玻璃棒；

(2)固體混合物中CuO 和 Fe2O3可與稀硫酸反應的離子方程式為CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，

故答案為：CuO+2H+=Cu2++H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(3)混合物中只有銅不與硫酸反應，則紅色固體濾渣為銅，

故答案為：銅；

(4)查閱資料知 Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，銅單質有剩余，故硫酸鐵全部轉化為硫酸亞鐵，則濾液為硫酸亞鐵溶液，說明在淺綠色強酸性溶液中不含Fe2(SO4)3，

故答案為：不含；

(5)鐵元素由+2價變為+3價，失去1個電子，氧元素由0價變為-2價，共得到4個電子，根據電子得失守恒和物料守恒，方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ，

故答案為：4；1；2；4；

(6)根據質量守恒，銅元素和鐵元素全部來自于混合物，原混合物為鐵、銅、氧化銅，氧化鐵組成，則混合物的總質量=6.4g=m(Cu) + m(Fe)+ m(O)的質量，則m(Cu)=3.84g，m(Fe)=3.2g×=2.24g，則m(O)= 6.4g-m(Cu) - m(Fe)=0.32g，則原部分生銹的固體混合物中氧元素的質量分數===5%，

故答案為：5%。