Question

某混合粉末含有Al₂O₃，還可能有Fe₂O₃、ZnO，請設計實驗探究該混合物的組成．限選擇的儀器和試劑：
燒杯、試管、玻璃棒、酒精燈、漏斗、過濾架、濾紙、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、10%KSCN溶液、稀氨水．
提示：ZnO、Zn（OH）₂都是兩性物質；且Zn（OH）₂能溶于燒堿溶液生成Na₂ZnO₂，能溶于濃氨水生成[Zn（NH₃）₄]（OH）₂．
（1）請寫出ZnO與燒堿溶液反應的化學方程式：ZnO+2NaOH=

 

；
（2）請完成以下實驗探究過程
①提出假設：
假設1 該混合物中除Al₂O₃外還含有

 

；
假設2 該混合物中除Al₂O₃外還含有

 

；
假設3 該混合物中除Al₂O₃外還含有Fe₂O₃、ZnO．
②設計實驗方案：基于假設3，設計出實驗方案．請在下表對應欄目敘述實驗操作、預期現象和結論（實驗步驟可以不填滿、也可以增加）：

實驗步聚	實驗操作	預期現象和結論
第一步
第二步
第三步
第四步
…	…	…

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量

專題：科學探究

分析：（1）ZnO為兩性物質，與強堿反應生成鹽和水，根據Zn（OH）₂能溶于燒堿溶液生成Na₂ZnO₂，可判斷ZnO和NaOH反應生成產物；
（2）①由題意可知混合物可能為Al₂O₃和ZnO的混合物、Al₂O₃和Fe₂O₃的混合物或三種都有；
②Fe₂O₃可與硫酸反應生成Fe³⁺，可用KSCN溶液檢驗Fe³⁺的存在，將Al₂O₃和ZnO轉化為氫氧化物，然后加入氨水，觀察沉淀是否溶解．

解答：解：解：（1）ZnO為兩性物質，與強堿反應生成鹽和水，根據Zn（OH）₂能溶于燒堿溶液生成Na₂ZnO₂，可判斷ZnO和NaOH反應產物為Na₂ZnO₂和H₂O，反應的化學方程式為ZnO+2NaOH=Na₂ZnO₂+H₂O，故答案為：Na₂ZnO₂+H₂O；
（2）①由題意可知混合物可能為Al₂O₃和ZnO的混合物、Al₂O₃和Fe₂O₃的混合物或三種都有，故答案為：Fe₂O₃、ZnO； 
②Fe₂O₃可與硫酸反應生成Fe³⁺，可用KSCN溶液檢驗Fe³⁺的存在，將Al₂O₃和ZnO轉化為氫氧化物，然后加入氨水，觀察沉淀是否溶解，具體操作為

實驗步聚	實驗操作	預期現象和結論
第一步	取適量樣品粉末于的試管中，加入過量的 2mol/LNaOH溶液，并不斷振蕩試管	試管中固體減少，溶液無色
第二步	裝配好過濾裝置，過濾試管中的溶液，濾液和濾渣分別置于不同試管中備用
第三步	取濾渣于另外的試管中，滴入1mol/L稀硫酸，再向其中滴入2～3滴10%KSCN溶液	若滴入KSCN溶液后試液變紅，則說明固體中含有Fe2O3
第四步	取濾液逐滴滴入1mol/L稀硫酸直至略過量，再向其中滴入濃氨水直至過量	滴入稀硫酸時先有白色沉淀，然后白色沉淀溶解；再滴入氨水時有白色沉淀生成且部分溶解，說明粉末中含有ZnO

故答案為：（1）Na₂ZnO₂+H₂O
（2）①Fe₂O₃、ZnO  ②

實驗步聚	實驗操作	預期現象和結論
第一步	取適量樣品粉末于的試管中，加入過量的2mol/LNaOH溶液，并不斷振蕩試管	試管中固體減少，溶液無色
第二步	裝配好過濾裝置，過濾試管中的溶液，濾液和濾渣分別置于不同試管中備用
第三步	取濾渣于另外的試管中，滴入1mol/L稀硫酸，再向其中滴入2～3滴10%KSCN溶液	若滴入KSCN溶液后試液變紅，則說明固體中含有Fe2O3
第四步	取濾液逐滴滴入1mol/L稀硫酸直至略過量，再向其中滴入濃氨水直至過量	滴入稀硫酸時先有白色沉淀，然后白色沉淀溶解；再滴入氨水時有白色沉淀生成且部分溶解，說明粉末中含有ZnO

點評：本題考查元素化合物知識以及物質的組成和探究，題目難度中等，易錯點為（2），注意實驗方案的設計原理和步驟．