Question

10．某難溶于水的化合物粉末中除含有炭粉外，還可能含有鐵、鋁的單質(zhì)和它們的某一種氧化物．某校實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定該混合物粉末的成分．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①取m g固體粉末于一燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體放出，過(guò)濾得到固體A和無(wú)色溶液B；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無(wú)明顯變化；另一份加入足量稀硫酸，過(guò)濾得到固體C和棕黃色溶液D．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑．
（2）固體C的一種氧化物與過(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂．
（3）向棕黃色溶液D中加入鐵粉，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（4）由上述實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：混合物粉末中一定含有碳和Al（填化學(xué)式，下同），含鐵元素的物質(zhì)可能是Fe₂O₃或Fe₃O₄．若要確定含鐵元素的物質(zhì)，還需要進(jìn)行一步實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)方法為取少量酸性KMnO₄溶液于試管中，加入少量棕黃色溶液D，若紫色溶液退色，則說(shuō)明原混合物含有Fe₃O₄；若紫色溶液不退色，則說(shuō)明原混合物中含有Fe₂O₃．

Answer 1

分析 ①固體粉末于一個(gè)燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體產(chǎn)生，證明一定含有金屬鋁，過(guò)濾得到固體A和無(wú)色溶液B，溶液B為NaAlO₂溶液；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無(wú)明顯變化，證明一定無(wú)金屬鐵，另一份加入足量稀硫酸，過(guò)濾得到固體C和棕黃色溶液D．推斷固體C為碳粉，棕黃色溶液D為硫酸鐵溶液，證明一定含有氧化鐵或四氧化三鐵；
綜上所述：混合粉末中 一定含有鋁、碳、鐵的氧化物；一定不含鐵；依據(jù)推斷出的物質(zhì)分析回答；
（1）①反應(yīng)的離子方程式是鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）固體C的一種氧化物與過(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)是二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；
（3）反應(yīng)是鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；
（4）由上述實(shí)驗(yàn)可以獲得結(jié)論，混合物粉末中一定含有碳和鋁，鐵的氧化物可以是氧化鐵或四氧化三鐵，若要確定含鐵元素的物質(zhì)，需要加酸溶解，利用亞鐵離子具有還原性，使高錳酸鉀溶液褪色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．

解答 解：某難溶于水的混合粉末中除含有炭粉外，還可能含有鐵、鋁的單質(zhì)和它們的某一種氧化物．
①固體粉末于一個(gè)燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體產(chǎn)生，證明一定含有金屬鋁，過(guò)濾得到固體A和無(wú)色溶液B，溶液B為NaAlO₂溶液；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無(wú)明顯變化，證明一定無(wú)金屬鐵，另一份加入足量稀硫酸，過(guò)濾得到固體C和棕黃色溶液D．推斷固體C為碳粉，棕黃色溶液D為硫酸鐵溶液，證明一定含有氧化鐵或四氧化三鐵；推斷為：混合粉末中一定含有鋁、碳、鐵的氧化物；一定不含鐵；
（1）①反應(yīng)的離子方程式是鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）固體C的一種氧化物與過(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)是二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案為：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）向棕黃色溶液D（Fe₂（SO₄）₃）中加入鐵粉反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）由上述實(shí)驗(yàn)可以獲得結(jié)論，混合物粉末中一定含有碳和鋁，鐵的氧化物可以是氧化鐵或四氧化三鐵，若要確定含鐵元素的物質(zhì)，還需進(jìn)行一步實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)方法為：取少量固體于試管中，加入稀硫酸浸溶，取上層溶液加入高猛酸鉀溶液，若褪色證明含四氧化三鐵，若不褪色證明不含四氧化三鐵；氧化物為氧化鐵；
故答案為：Al；Fe₂O₃；Fe₃O₄；取少量固體于試管中，加入稀硫酸浸溶，取上層溶液加入高猛酸鉀溶液，若褪色證明含四氧化三鐵，若不褪色證明不含四氧化三鐵，氧化物為氧化鐵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)檢驗(yàn)方法的應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，主要是物質(zhì)檢驗(yàn)的方法和現(xiàn)象應(yīng)用，化學(xué)方程式、離子方程式的書(shū)寫(xiě)方法，物質(zhì)檢驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)，題目難度中等．