Question

【題目】某紅色固體粉末可能是Cu、Cu2O、Fe2O3中的一種或幾種。為探究其組成，稱取a g該固體粉末樣品，用過量的稀硫酸充分反應后(已知:Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O)，稱得固體質量為b g。則下列推斷不合理的是

A. 反應后溶液中大量存在的陽離子最多有3種

B. 向反應后的溶液中加入一定量的NaNO3，可能使b g固體完全溶解

C. 若b＝a，則紅色固體粉末一定為純凈物

D. b的取值范圍:0＜b≤a

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據題意紅色固體粉末可能存在六種組成。

1、若a g紅色固體粉末只有Cu，加入過量的稀硫酸不反應。稱得固體質量b g即為銅的質量，因此b＝a，此時溶液中只含有氫離子和硫酸根離子；

2、若a g紅色固體粉末為Cu和Fe2O3的混合物，加入過量的稀硫酸與Cu不反應，與Fe2O3反應生成硫酸鐵溶液，銅和硫酸鐵溶液發生氧化還原反應：Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+，若稱得固體質量b g即為原混合物中銅反應后剩余的質量，因此b<a，此時溶液中含有氫離子和硫酸根離子、二價鐵離子和銅離子；

3、若a g紅色固體粉末為Cu和Cu2O，依據Cu2O在酸性溶液中會發生反應：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知，加入過量的稀硫酸生成銅和硫酸銅溶液，稱得固體質量b g即為原樣品中的銅的質量加上Cu2O反應生成的銅的質量，因此b<a，此時溶液中只含有氫離子、硫酸根離子和銅離子；

4、若a g紅色固體粉末只有Fe2O3，加入過量的稀硫酸與Fe2O3反應生成硫酸鐵溶液，反應后無固體剩余，因此b＝0，此時溶液中只含有氫離子和硫酸根離子；

5、若a g紅色固體粉末只有Cu2O，依據Cu2O在酸性溶液中會發生反應：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O分析可知，加入過量的稀硫酸生成銅和硫酸銅溶液，稱得固體質量b g即為Cu2O反應生成的銅的質量，因此b<a，此時溶液中只含有氫離子、硫酸根離子和銅離子；

6、若a g紅色固體粉末為Cu2O和Fe2O3，加入過量的稀硫酸與Fe2O3反應生成硫酸鐵溶液，與Cu2O反應生成銅和硫酸銅溶液，銅和硫酸鐵溶液發生氧化還原反應：Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+，若稱得固體質量b g即為Cu2O反應生成的銅再次反應后剩余的質量，因此b<a，此時溶液中含有氫離子以及硫酸根離子、銅離子、二價鐵離子；

A. 根據上述分析，反應后溶液中大量存在的陽離子最多有3種，故A正確。

B. 不論以何種形式組成的紅色固體，反應后若有固體剩余，一定是銅。由于硫酸過量，向反應后的溶液中加入一定量的NaNO3，形成硝酸，具有氧化性，可與銅反應，只要硝酸足夠，可能使反應產生的固體完全溶解，故B正確

C. 若b＝a，即b<a，根據上述分析，紅色固體粉末可能的組合為Cu和Fe2O3的混合物；Cu和Cu2O的混合物；只有Cu2O；Cu2O和Fe2O3的混合物，因此紅色固體粉末可能是混合物也可以是純凈物，故C錯誤；

D. 根據上述六種紅色固體粉末組成的分析，b的取值范圍:0＜b≤a，故D正確。

答案選C。