题目内容

某试样X由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样按下图进行实验:

(1)请写出步骤①中发生的全部反应的离子方程式______
(2)请写出步骤③中发生的全部反应的离子方程式______.
(3)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应生成不溶物W的质量为32g,气体F在标准状况下体积为5.6L,所得溶液的体积为200mL,则每份试样X的质量______g,所得溶液E中Fe2+的物质的量浓度为______mol/L.

解:(1)金属氧化物和酸反应生成盐和水,金属氧化物、若电解质写化学式,强电解质写离子式,所以氧化亚铁和盐酸、氧化铜和盐酸反应的离子方程式分别为:FeO+2H+=Fe2++H2O;CuO+2H+=Cu2++H2O.
所以溶液Y为氯化亚铁和氯化铜的混合溶液.
故答案为:FeO+2H+=Fe2++H2O;CuO+2H+=Cu2++H2O.
(2)因为CuO+COCu+CO2,FeO+COFe+CO2 ,所以固体粉末Z为Cu和Fe.铁能和铜离子发生置换反应,所以铁和铜离子发生的离子方程式为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
强酸性溶液E不含铜离子,且有气体F生成,所以铁与铜离子反应铁过量,铁还和酸反应,所以铁和酸反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
故答案为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;Fe+2H+=Fe2++H2↑.
(3)溶物W为铜,铜有两部分来源,一部分是CO还原出的铜,一部分为铁与铜离子反应置换出的铜,所以以W的一半计算试样中的氧化铜的质量;
CuO--Cu
80g 64g
20g 16g
所以试样中氧化铜的质量为20g;
粉末Z中的铁单质,一部分和铜离子发生置换反应,一部分和酸发生置换反应,根据粉末Z中的铁单质计算试样中的氧化亚铁的质量.
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
56g 64g
14g 16g
所以和铜离子发生置换反应的铁为14g;
Fe+2H+=Fe2++H2
56 22.4L
14g 5.6L
所以与酸反应的铁的质量是14g;
即粉末Z中铁的质量为14g+14g=28g;
FeO--Fe
72g 56g
36g 28g
所以试样中含FeO 36g;
所以试样的质量为20g+36g=56g
最终两份试样中的氧化亚铁全部转化为Fe2+,两份试样中氧化亚铁的质量为36g×2=72g.
FeO--Fe2+
72g 1mol
72g 1mol
所以Fe2+的物质的量为1mol,C(Fe2+)=
故答案为:56g;5mol/L.
分析:(1)根据金属氧化物和酸反应生成盐和水写出相应的离子方程式;
(2)先判断粉末Z的成分,再根据溶液E不含铜离子判断该溶液成分,根据有气体生成,判断反应过量的物质,从而确定W的成分,写出相应的离子方程式;
(3)根据铜的质量计算氧化铜的质量,氧化铜质量的一半为试样X中氧化铜的质量;根据铜的质量的一半计算铁的质量,根据气体的体积计算与酸反应的铁的质量,然后用两部分铁的质量计算试样中氧化亚铁的质量;氧化铜和氧化亚铁的质量和为试样中固体的质量.
两份试样中氧化亚铁全部转化为二价铁离子,所以根据氧化亚铁的质量计算二价铁离子的物质的量,再根据浓度公式计算其浓度.
点评:本题考查了铁、铜的单质及氧化物的性质和离子方程式的书写,各物理量间的关系较复杂,需要细心分析计算方可正确解答;注意计算溶液E中Fe2+的物质的量浓度时,铁离子来自于两份试样中的氧化亚铁不是一份试样中的氧化亚铁.
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  溶质

溶剂  

AgNO3

Ba(NO3)2

AgCl

BaCl2

170

9.3

1.5×10-4

33.3

液氨

86

97.2

0.8

0

(1)分别是1.0 mol· L-1的Ag、Ba2、NO和Cl在水中发生反应的离子方程式是______________________________________________________________。

(2)分别是0.50 mol· L-1的以上四种离子在液氨中发生反应的离子方程式是__________________________________________________。

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III(6分).试样X由氧化亚铁和氧化铜组成。取质量相等的两份试样进行下图所示实验:

 

(1)写出步骤③发生的全部反应的离子方程式。                     

(2)若Y和Z充分反应,生成的不溶物的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为              (用m表示)。

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