题目内容

14.某矿物X由Al2O3、Fe2O3、Cu2O、SiO2中的一种或几种物质组成.现进行如图所示实验:
(已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O)(  )
A.步骤1中减少的固体一定是混合物
B.根据上述步骤可以判断矿物X中$\frac{n(F{e}_{2}{O}_{3})}{n(C{u}_{2}O)}$<1
C.根据步骤2可以得出蓝色溶液中n(Cu2+)=0.02mol
D.根据步骤1、2可以判断出X中氧化铁的质量分数为50%

分析 12.8gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到10.4g不溶物,固体部分溶解,原固体中至少含有Al2O3、SiO2的一种物质;10.4g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、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,说明溶液中一定存在Cu2O,据此进行判断.

解答 解:A、Al2O3、SiO2都能够与NaOH溶液反应,所以步骤I中减少的3g固体可能为氧化铝或二氧化硅,不一定为混合物,故A错误;
B、步骤II中发生了反应:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,10.4g固体为铜和Fe2O3的混合物,最后得到的1.92g固体一定是金属铜,但是不一定是生成的全部,假设氧化亚铜和盐酸反应生成1.92g即0.03mol铜,根据:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,所以氧化亚铜的质量是0.03mol×144g/mol=4.32g,物质的量是0.03mol,所以氧化铁存在,质量是10.4g-4.32g=6.08g≈0.037mol,但是有可能金属铜还发生反应:Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,所以氧化亚铜的物质的量n≥0.03mol,氧化铁的物质的量n≤0.037mol,矿物X中氧化铁和氧化亚铜的物质的量之比小于1,故B正确;
C、根据步骤2发生反应:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,可以得出蓝色溶液中n(Cu2+)≥0.03mol,故C错误;
D、根据B的分析,可以判断出X中氧化铁的质量≤6.08g,质量分数≤$\frac{6.08}{12.8}$×100%=47.5,故D错误.
故选B.

点评 本题考查了未知物的检验、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氧化亚铜的质量.

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