Question

5．已知X为FeO和CuO的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：
（1）写出①、②和③步所有反应的化学方程式：
①FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；
②CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂；
③Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑、CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu．
（2）设从③步所得固体D的质量为32g，溶液E中只含有一种金属离子，气体F在标准状况下体积为5.6L，试计算取用的每份X的质量56g和X中FeO和CuO的质量比9：5．

Answer 1

分析 由转化关系可知，反应①中发生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，A中含HCl、FeCl₂、CuCl₂，反应②中发生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，B中含Fe、Cu，C为CO₂，B与A反应生成F为H₂，还原性Fe＞Cu，则Fe与A中阳离子反应，反应③发生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu，所得固体D的质量为32g，溶液E中只含一种金属离子，固体D为Cu，E一定含FeCl₂，再根据变化前后元素质量不变，由固体D铜的质量，可求得混合物X中CuO的质量，由与铁反应生成铜、氢气的质量，可计算出固体B中铁的质量，最后根据质量守恒定律计算出X中FeO与CuO的物质的量及质量．

解答 解：（1）由上述分析可知反应①中发生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，反应②中发生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，反应③发生Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑、CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu，
故答案为：FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂；Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑、CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu；
（2）由Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，可知与盐酸反应的Fe的质量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$mol^-1×56g/mol=14g，
由题意可知一份X中含Cu的质量为32g÷2=16 g，则每份中CuO的物质的量为n（CuO）=n（Cu）=$\frac{16g}{64g/mol}$=0.25mol；
由　Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu 
       64　   56　　　    　
      16g      x                   
与16 g Cu²⁺反应的Fe的质量x=56×$\frac{16}{64}$=14 g，
所以一份X中含Fe的质量为14g+14g=28 g，根据质量守恒可知n（FeO）=n（Fe）=$\frac{28g}{56g/mol}$=0.5mol，
X（FeO与CuO的质量和）的质量为0.5mol×72g/mol+0.25mol×80g/mol=56g，X中FeO和CuO的质量比为0.5mol×72g/mol：0.25mol×80g/mol=9：5，
故答案为：56g；9：5．

点评 本题考查混合物分离、无机物的推断及计算，为高频考点，把握转化中发生的反应、物质推断及计算为解答的关键，侧重分析与推断、计算能力的考查，综合性较强，题目难度不大．