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【某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.进行如下实验(图1),请回答:(1)由Ⅰ可知X中一定存在的是___,步骤Ⅰ所发生反应的离子方程式为:___、___(2)反应Ⅱ的化】
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问题描述:

某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.进行如下实验(图1),请回答:

(1)由Ⅰ可知X中一定存在的是___,步骤Ⅰ所发生反应的离子方程式为:___、___

(2)反应Ⅱ的化学方程式为___

为进一步确定上述混合物X的成分,另取9.4gX进行如下实验(图2)

(3)由Ⅲ可得出的结论为:___

(4)步骤Ⅳ所得蓝色溶液中阳离子为:___

(5)原混合物中各成分的质量比为:___(不必化简).

秦娜回答:
  由图1可知,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;   由图2可知,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Fe2+、H+、Cu2+,1.92g固体为铜,所以没有Fe3+,   (1)由I可知X中一定存在的是Cu、Fe2O3,Fe203能与盐酸反应生成氯化铁,铜能与三价铁离子反应,离子方程式分别为Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,故答案为:Cu、Fe2O3;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+;   (2)二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠,化学方程式是SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,故答案为:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O;   (3)由第一个流程可知二氧化硅的质量为3.0g,第二个流程中9.4gX与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.4g不溶物,固体质量减少3g,则原固体中只含有SiO2,没有Al2O3,   故答案为:混合物X中无A12O3;   (4)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Fe2+、H+、Cu2+,1.92g固体为铜,所以没有Fe3+;   故答案为:Fe2+、H+、Cu2+;   (5)通过以上分析可知,二氧化硅质量为3.0g,则Fe2O3、Cu一共6.4g,设Fe2O3为xmol,Cu为ymol,   则160x+64y=6.4   Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,   xmol2xmolxmol2xmol   则反应剩余的Cu为:(y-x)mol×64g/mol=1.92g,   解得:x=0.02,y=0.05,   则Fe2O3的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,   Cu的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,   原混合物中各成分的质量之比m(Fe2O3):m(Cu):m(SiO2)=3.2:3.2:3.0;   故答案为:m(Fe2O3):m(Cu):m(SiO2)=3.2:3.2:3.0.
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