Question

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末,取樣品進行下列實驗(部分產(chǎn)物略去):

(1)取少量溶液X,加入過量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上層清液,通入CO₂,無明顯變化,說明樣品中不含有的物質(zhì)是(填寫化學(xué)式)                                    。
(2)Z為一種或兩種氣體:
①若Z只為一種氣體,試劑a為飽和NaHCO₃溶液,則反應(yīng)Ⅰ中能同時生成兩種氣體的化學(xué)方程式是                                                。
②若Z為兩種氣體的混合物,試劑a為適量水,則Z中兩種氣體的化學(xué)式是       。
(3)向Y中通入過量氯氣,并不斷攪拌,充分反應(yīng)后,溶液中的陽離子是(填寫離子符號)                 。
(4)取Y中的溶液,調(diào)pH約為7,加入淀粉KI溶液和H₂O₂,溶液呈現(xiàn)藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗2 mol I^-時,共轉(zhuǎn)移3 mol電子,該反應(yīng)的離子方程式是                                                          。
(5)另取原樣品,加入足量稀硫酸充分反應(yīng)。若溶液中一定不會產(chǎn)生Y中的紅色固體,則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是(各組合中的物質(zhì)用化學(xué)式表示)                                                              。

Answer 1

(1)Al  (2)①C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O ②NO、CO₂  (3)Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺  (4)2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe(OH)₃↓+2I₂  (5)CuO、C或CuO、C、Fe₂O₃

解題的關(guān)鍵取決于濃酸化學(xué)式的判斷,解答時可先假設(shè)再驗證排除。樣品加入某濃酸后能產(chǎn)生兩種氣體,由樣品成分知,該酸不會是鹽酸,若為鹽酸只能產(chǎn)生H₂,故濃酸為濃H₂SO₄或濃HNO₃。
(1)溶液X加入過量NaOH溶液后,Fe³⁺或Cu²⁺等均轉(zhuǎn)化為沉淀,若有Al,則轉(zhuǎn)化為AlO₂^-,濾液中通入CO₂時會有Al(OH)₃沉淀生成,因無明顯變化說明原混合物中無Al。
(2)若濃酸為濃H₂SO₄,生成的兩種氣體只能為SO₂和CO₂,若濃酸為濃HNO₃,生成的兩種氣體為NO₂和CO₂,①當通入NaHCO₃溶液時,Z只為一種氣體,說明原氣體為SO₂和CO₂,反應(yīng)Ⅰ化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O。
②若通過水時,氣體Z為兩種氣體,說明原氣體為NO₂和CO₂,通過水時發(fā)生反應(yīng):3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO,所余兩種氣體為NO和CO₂。
(3)由樣品的成分,結(jié)合(1)中判斷知,原混合物中無Al,加入過量鐵粉后Y中的金屬陽離子只有Fe²⁺,殘留固體為過量的鐵和被置換出的銅,當向其中通入過量Cl₂并不斷攪拌后,Fe²⁺、Fe均會被氧化為Fe³⁺,Cu被氧化為Cu²⁺,故溶液中存在的陽離子有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺。
(4)溶液呈藍色說明有I₂生成,若只氧化I^-,消耗2 mol I^-應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2 mol,說明2 mol I^-被氧化時仍有1 mol Fe²⁺被氧化,故反應(yīng)中其物質(zhì)的量之比n(I^-)∶n(Fe²⁺)=2∶1,由此推知反應(yīng)為4I^-+2Fe²⁺+3H₂O₂=2Fe(OH)₃↓+2I₂。
(5)若一定不產(chǎn)生Y中的紅色固體,說明原混合粉末中不能含有Fe,否則單質(zhì)鐵可能會和Cu²⁺作用生成Cu單質(zhì),故原混合物可能為CuO、C或CuO、C、Fe₂O₃。