Question

【题目】某铁和铜的固体混合物在空气中部分生锈(锈的成分为 CuO 和 Fe2O3)，其总质量为 6.4 g，某实验小组对此固体混合物进行实验探究。

(1)操作 1 的名称为_____，此操作使用的玻璃仪器有_____、_____、_____。

(2)固体混合物中两种氧化物与稀硫酸反应的离子方程式为_____、_____。

(3)红色固体滤渣为_____(填“铜”或“氧化铁”)。

(4)查阅资料知 Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4，说明在浅绿色强酸性溶液中___________ (填“含”或“不含”)Fe2(SO4)3。

(5)“一系列操作”中，其中有一步反应如下，请将此反应方程式配平:

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

(6)通过进一步实验得出:浅绿色溶液中不含 Cu2+，则原部分生锈的固体混合物中氧元素的质量分数为_________。

Answer 1

【答案】过滤 烧杯 漏斗 玻璃棒 CuO+2H+=Cu2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 铜 不含 4 1 2 4 5%

【解析】

(1)根据图示，加入硫酸后分为滤液和滤渣，则操作1的名称为过滤，过滤操作使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

(2)固体混合物中CuO 和 Fe2O3可与稀硫酸反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(3)混合物中只有铜不与硫酸反应，则红色固体滤渣为铜；

(4)查阅资料知 Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，铜单质有剩余，故硫酸铁全部转化为硫酸亚铁，则滤液为硫酸亚铁溶液，说明在浅绿色强酸性溶液中不含Fe2(SO4)3；

(5)铁元素由+2价变为+3价，失去1个电子，氧元素由0价变为-2价，共得到4个电子，根据电子得失守恒和物料守恒，方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(6)原混合物为铁、铜、氧化铜，氧化铁组成，则混合物的总质量=6.4g=m(Cu) + m(Fe)+ m(O)的质量，则m(Cu)=3.84g，m(Fe)=3.2g×=2.24g，则m(O)= 6.4g-m(Cu)- m(Fe) =0.32g，则原部分生锈的固体混合物中氧元素的质量分数=。

(1)根据图示，加入硫酸后分为滤液和滤渣，则操作1的名称为过滤，过滤操作使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，

故答案为：过滤；烧杯；漏斗；玻璃棒；

(2)固体混合物中CuO 和 Fe2O3可与稀硫酸反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，

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

(3)混合物中只有铜不与硫酸反应，则红色固体滤渣为铜，

故答案为：铜；

(4)查阅资料知 Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，铜单质有剩余，故硫酸铁全部转化为硫酸亚铁，则滤液为硫酸亚铁溶液，说明在浅绿色强酸性溶液中不含Fe2(SO4)3，

故答案为：不含；

(5)铁元素由+2价变为+3价，失去1个电子，氧元素由0价变为-2价，共得到4个电子，根据电子得失守恒和物料守恒，方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ，

故答案为：4；1；2；4；

(6)根据质量守恒，铜元素和铁元素全部来自于混合物，原混合物为铁、铜、氧化铜，氧化铁组成，则混合物的总质量=6.4g=m(Cu) + m(Fe)+ m(O)的质量，则m(Cu)=3.84g，m(Fe)=3.2g×=2.24g，则m(O)= 6.4g-m(Cu) - m(Fe)=0.32g，则原部分生锈的固体混合物中氧元素的质量分数===5%，

故答案为：5%。