Question

5．現(xiàn)有一包20g該混合物，其中可能含有氧化鐵，氧化銅和氧化鋁．為了確定該混合物的組成，某學習小組做了如下實驗：①取5g該混合物固體，用足量的鹽酸溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯藍色，無固體剩余 ②再取5g該混合物，用足量的氫氧化鈉溶液溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯無色，有黑色固體剩余，過濾，洗滌固體殘余物，晾干，稱量，剩余固體的質量是1.94g．
（1）該混合物中，n（氧化鐵）=0，n（氧化鋁）=0.12mol
（2）溶解20g該混合物固體消耗2mol•L^-1鹽酸體積是多少毫升？

Answer 1

分析 取5g該混合物固體，用足量的鹽酸溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯藍色，無固體剩余，說明固體中一定含有氧化銅；
②再取5g該混合物，用足量的氫氧化鈉溶液溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯無色，有黑色固體剩余，過濾，洗滌固體殘余物，晾干，稱量，剩余固體的質量是1.94g，說明溶液中一定含有氧化鋁和氧化銅，其中氧化銅的質量為1.94g，氧化鋁的質量為：5g-1.94g=3.06g，
（1）根據(jù)分析計算出20g混合物中含有的氧化鋁、氧化銅的物質的量，混合物中不含氧化鐵；
（2）混合物與鹽酸反應生成AlCl₃、CuCl₂，根據(jù)質量守恒計算出消耗鹽酸的總物質的量，再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算出消耗鹽酸的體積．

解答 解：取5g該混合物固體，用足量的鹽酸溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯藍色，無固體剩余，說明固體中一定含有氧化銅；
②再取5g該混合物，用足量的氫氧化鈉溶液溶解，發(fā)現(xiàn)所得溶液顯無色，有黑色固體剩余，過濾，洗滌固體殘余物，晾干，稱量，剩余固體的質量是1.94g，說明溶液中一定含有氧化鋁和氧化銅，其中氧化銅的質量為1.94g，氧化鋁的質量為：5g-1.94g=3.06g，
（1）根據(jù)分析可知，混合物中含有3.06g氧化鋁，1.94gCuO，不含氧化鐵，含有氧化鋁的物質的量為$\frac{3.06g}{102g/mol}$×$\frac{20g}{5g}$=0.12mol，
故答案為：0；0.12mol；
（2）1.94g氧化銅的物質的量為：$\frac{1.94g}{80g/mol}$=0.02425mol，原混合物中含有氧化銅的物質的量為0.02425mol×$\frac{20g}{5g}$=0.097mol，
氧化銅、氧化鋁與鹽酸反應生成AlCl₃、CuCl₂，則20g混合物與足量鹽酸反應消耗HCl的總物質的量為n（HCl）=0.12mol×3+0.097mol×2=0.554mol，
消耗2mol/L的鹽酸的體積為：$\frac{0.554mol}{2mol/L}$=0.227L=227mL，
答：溶解20g該混合物固體消耗2mol•L^-1鹽酸體積是227mL．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，正確判斷混合物組成為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．