Question

16．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，有白色沉淀產(chǎn)生，該白色沉淀的化學(xué)式為Al（OH）₃．
（2）Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，寫出其中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（3取Y中的溶液通入過量氯氣，并不斷攪拌，充分反應(yīng)后，溶液中所有的陽離子有（填寫離子符號）Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、H⁺．
（4）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（用化學(xué)式表示）Al、CuO、C和Fe₂O₃或Al、CuO、C、Fe、Fe₂O₃．

Answer 1

分析 能與Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，可以與Fe、C、Al單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸被還原為SO₂，C被氧化為CO₂，F(xiàn)e和Al被氧化為Fe³⁺和Al³⁺；如果是濃硝酸，則兩種氣體是CO₂和NO₂，其變化與加濃硫酸的反應(yīng)相同，無論是那種濃酸均可以使兩種氧化物Fe₂O₃、CuO轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的鹽；
（1）通入二氧化碳后生成白色沉淀，則白色沉淀為氫氧化鋁；
（2）Z為兩種氣體的混合物，則Z為NO和二氧化碳，混合氣體為二氧化氮和二氧化碳；
（3）向溶液X中加過量Fe粉，得Y溶液和兩種固體，且一種固體為紅色（Cu），另一種就是過量的Fe粉；向Y溶液中通入過量氯氣，并不斷攪拌，會發(fā)生如下反應(yīng)：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺、Cl₂+H₂O=HCl+HClO；根據(jù)（1）可知Y中含有偏鋁酸根離子，則反應(yīng)后生成鋁離子，據(jù)此進行判斷；
（4）由前幾問知，樣品中一定含有Al，一定有CuO和C，加入足量稀硫酸后一定不產(chǎn)生Cu，一定含有Fe₂O₃，否則會生成銅單質(zhì)，據(jù)此進行判斷．

解答 解：能與Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，可以與Fe、C、Al單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸被還原為SO₂，C被氧化為CO₂，F(xiàn)e和Al被氧化為Fe³⁺和Al³⁺；如果是濃硝酸，則兩種氣體是CO₂和NO₂，其變化與加濃硫酸的反應(yīng)相同，無論是那種濃酸均可以使兩種氧化物Fe₂O₃、CuO轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的鹽，
（1）加入過量氫氧化鈉后有沉淀生成，取上層清液，通入足量CO₂，生成白色沉淀，說明樣品中一定含有的物質(zhì)是Al，上層清液與足量CO₂反應(yīng)生成沉淀的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，該白色沉淀為：Al（OH）₃，
故答案為：Al（OH）₃；
（2）二氧化氮可以和水反應(yīng)生成一氧化氮氣體，Z中兩種氣體是NO、CO₂，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）向溶液X中加過量Fe粉，得Y溶液和兩種固體，且一種固體為紅色（Cu），另一種就是過量的Fe粉，這個過程發(fā)生了置換反應(yīng)：Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，向Y溶液中通入過量氯氣，并不斷攪拌，會發(fā)生如下反應(yīng)：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，Cl₂+H₂O=HCl+HClO；根據(jù)（1）可知溶液中含有偏鋁酸根離子，反應(yīng)后生成鋁離子；所以充分反應(yīng)后，溶液中的陽離子是：Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、H⁺（特別注意沒有了Fe²⁺），
故答案為：Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、H⁺；
（4）根據(jù)以上分析可知，原溶液中一定含有Al、CuO和C，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，則一定含有Fe₂O₃，否則鋁會轉(zhuǎn)化成銅，所以原固體組成可能為：Al、CuO、C和Fe₂O₃或Al、CuO、C、Fe、Fe₂O₃，
故答案為：Al、CuO、C和Fe₂O₃或Al、CuO、C、Fe、Fe₂O₃．

點評 無機推斷題為主體的綜合題，主要考查金屬單質(zhì)、金屬氧化物、非金屬單質(zhì)的性質(zhì)，題目難度中等，試題綜合性強，涉及知識面廣，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．