Question

某混合物X由A1₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂中的一种或几种物质组成．某校课外兴趣小组以两条途
径分别对X进行如下实验探究．

下列有关说法不正确的是（　　）

• A、由Ⅰ可知X中一定存在Fe₂O₃、Cu
• B、由Ⅱ和Ⅲ可得出结论，混合物中无Al₂O₃
• C、1.92g固体为SiO₂和Cu的混合物
• D、原混合物中

  m(Fe2O3)

  m(Cu)

  的比值为1：1

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：途径a：9.4gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.92g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，又Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu；结合途径b可知9.4gX和过量的氢氧化钠反应，固体质量变为6.4g，所以固体有二氧化硅，一定没有氧化铝；
途径b：9.4gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.4g不溶物，固体部分溶解，原固体中至少含有Al₂O₃、SiO₂的一种物质；6.4g固体与过量的盐酸反应得到蓝色溶液，蓝色溶液中存在铜离子，发生了反应：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，说明溶液中一定存在Fe₂O₃，则1.92g固体为铜，以此来解答．

解答： 解：途径a：9.4gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.92g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，又Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu；结合途径b可知9.4gX和过量的氢氧化钠反应，固体质量变为6.4g，所以固体有二氧化硅，一定没有氧化铝；
途径b：9.4gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.4g不溶物，固体部分溶解，原固体中至少含有Al₂O₃、SiO₂的一种物质；6.4g固体与过量的盐酸反应得到蓝色溶液，蓝色溶液中存在铜离子，发生了反应：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，说明溶液中一定存在Fe₂O₃，则1.92g固体为铜，
因此混合物X中由Fe₂O₃、Cu、SiO₂组成，一定没有A1₂O₃．
A．由I可知，X和过量盐酸反应生成蓝色溶液，为铜离子的颜色，但Cu和盐酸不反应，则一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子和金属铜反应，即X中一定存在Fe₂O₃和Cu，故A正确；
B．由上述分析可知，混X中由Fe₂O₃、Cu、SiO₂组成，一定没有A1₂O₃，故B正确；
C．由上述分析可知，1.92g固体只含Cu，故C错误；
D．设氧化铁的物质的量是x，金属铜的物质的量是y，由Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺得出：Fe₂O₃～2Fe³⁺～Cu，则160x+64y=6.4，64y-64x=1.92，解得x=0.02mol，y=0.05mol，所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g，金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g，则原混合物中m（Fe₂O₃）：m（Cu）=1：1，故D正确；
故选C．

点评：本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算，题目难度中等，注意掌握检验未知物的采用方法，能够根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量．