Question

某試樣X由氧化亞鐵和氧化銅組成．取質(zhì)量相等的兩份試樣按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）請(qǐng)寫出步驟①中發(fā)生的全部反應(yīng)的離子方程式______
（2）請(qǐng)寫出步驟③中發(fā)生的全部反應(yīng)的離子方程式______．
（3）若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反應(yīng)生成不溶物W的質(zhì)量為32g，氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L，所得溶液的體積為200mL，則每份試樣X的質(zhì)量______g，所得溶液E中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度為______mol/L．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)金屬氧化物和酸反應(yīng)生成鹽和水寫出相應(yīng)的離子方程式；
（2）先判斷粉末Z的成分，再根據(jù)溶液E不含銅離子判斷該溶液成分，根據(jù)有氣體生成，判斷反應(yīng)過量的物質(zhì)，從而確定W的成分，寫出相應(yīng)的離子方程式；
（3）根據(jù)銅的質(zhì)量計(jì)算氧化銅的質(zhì)量，氧化銅質(zhì)量的一半為試樣X中氧化銅的質(zhì)量；根據(jù)銅的質(zhì)量的一半計(jì)算鐵的質(zhì)量，根據(jù)氣體的體積計(jì)算與酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，然后用兩部分鐵的質(zhì)量計(jì)算試樣中氧化亞鐵的質(zhì)量；氧化銅和氧化亞鐵的質(zhì)量和為試樣中固體的質(zhì)量．
兩份試樣中氧化亞鐵全部轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，所以根據(jù)氧化亞鐵的質(zhì)量計(jì)算二價(jià)鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)濃度公式計(jì)算其濃度．
解答：解：（1）金屬氧化物和酸反應(yīng)生成鹽和水，金屬氧化物、若電解質(zhì)寫化學(xué)式，強(qiáng)電解質(zhì)寫離子式，所以氧化亞鐵和鹽酸、氧化銅和鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為：FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
所以溶液Y為氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液．
故答案為：FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）因?yàn)镃uO+COCu+CO₂，F(xiàn)eO+COFe+CO₂ ，所以固體粉末Z為Cu和Fe．鐵能和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，所以鐵和銅離子發(fā)生的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
強(qiáng)酸性溶液E不含銅離子，且有氣體F生成，所以鐵與銅離子反應(yīng)鐵過量，鐵還和酸反應(yīng)，所以鐵和酸反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（3）溶物W為銅，銅有兩部分來源，一部分是CO還原出的銅，一部分為鐵與銅離子反應(yīng)置換出的銅，所以以W的一半計(jì)算試樣中的氧化銅的質(zhì)量；
   CuO--Cu 
   80g    64g
   20g    16g
所以試樣中氧化銅的質(zhì)量為20g；
粉末Z中的鐵單質(zhì)，一部分和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，一部分和酸發(fā)生置換反應(yīng)，根據(jù)粉末Z中的鐵單質(zhì)計(jì)算試樣中的氧化亞鐵的質(zhì)量．
Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
56g            64g
14g           16g
所以和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)的鐵為14g；
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
56             22.4L  
14g             5.6L
所以與酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14g；
即粉末Z中鐵的質(zhì)量為14g+14g=28g；
FeO--Fe
72g    56g
36g    28g
所以試樣中含F(xiàn)eO 36g；
所以試樣的質(zhì)量為20g+36g=56g
最終兩份試樣中的氧化亞鐵全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，兩份試樣中氧化亞鐵的質(zhì)量為36g×2=72g．
FeO--Fe²⁺
72g   1mol
72g    1mol
所以Fe²⁺的物質(zhì)的量為1mol，C（Fe²⁺）=
故答案為：56g；5mol/L．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵、銅的單質(zhì)及氧化物的性質(zhì)和離子方程式的書寫，各物理量間的關(guān)系較復(fù)雜，需要細(xì)心分析計(jì)算方可正確解答；注意計(jì)算溶液E中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度時(shí)，鐵離子來自于兩份試樣中的氧化亞鐵不是一份試樣中的氧化亞鐵．