Question

5．已知X為FeO和CuO的混合物，取兩份等質(zhì)量的X樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
（1）寫(xiě)出①、②和③步所有反應(yīng)的化學(xué)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）設(shè)從③步所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含有一種金屬離子，氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L，試計(jì)算取用的每份X的質(zhì)量56g和X中FeO和CuO的質(zhì)量比9：5．

Answer 1

分析 由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，反應(yīng)①中發(fā)生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，A中含HCl、FeCl₂、CuCl₂，反應(yīng)②中發(fā)生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，B中含F(xiàn)e、Cu，C為CO₂，B與A反應(yīng)生成F為H₂，還原性Fe＞Cu，則Fe與A中陽(yáng)離子反應(yīng)，反應(yīng)③發(fā)生Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu，所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含一種金屬離子，固體D為Cu，E一定含F(xiàn)eCl₂，再根據(jù)變化前后元素質(zhì)量不變，由固體D銅的質(zhì)量，可求得混合物X中CuO的質(zhì)量，由與鐵反應(yīng)生成銅、氫氣的質(zhì)量，可計(jì)算出固體B中鐵的質(zhì)量，最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算出X中FeO與CuO的物質(zhì)的量及質(zhì)量．

解答 解：（1）由上述分析可知反應(yīng)①中發(fā)生FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，反應(yīng)②中發(fā)生CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO+FeO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+CO₂，反應(yīng)③發(fā)生Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑、CuCl₂+Fe═FeCl₂+Cu，
故答案為：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↑，可知與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$mol^-1×56g/mol=14g，
由題意可知一份X中含Cu的質(zhì)量為32g÷2=16 g，則每份中CuO的物質(zhì)的量為n（CuO）=n（Cu）=$\frac{16g}{64g/mol}$=0.25mol；
由　Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu 
       64　   56　　　    　
      16g      x                   
與16 g Cu²⁺反應(yīng)的Fe的質(zhì)量x=56×$\frac{16}{64}$=14 g，
所以一份X中含F(xiàn)e的質(zhì)量為14g+14g=28 g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知n（FeO）=n（Fe）=$\frac{28g}{56g/mol}$=0.5mol，
X（FeO與CuO的質(zhì)量和）的質(zhì)量為0.5mol×72g/mol+0.25mol×80g/mol=56g，X中FeO和CuO的質(zhì)量比為0.5mol×72g/mol：0.25mol×80g/mol=9：5，
故答案為：56g；9：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離、無(wú)機(jī)物的推斷及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握轉(zhuǎn)化中發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)推斷及計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．