Question

10．向炭粉、Cu和Fe₂O₃組成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，充分反應后過濾，得到溶液A，將沉淀物洗滌、干燥，得到固體B．
（1）碳的原子結構示意圖為，氧元素在周期中的位置是第二周期第ⅥA族
（2）加入稀硫酸后，發生反應的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，溶液A中一定存在的金屬陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺．
（3）關于固體B的成分，下列選項中可能的有ABCE．
A．炭粉             B．炭粉和Cu            C．炭粉和Fe₂O₃
D．Cu和Fe₂O₃      E．炭粉、Cu和Fe₂O₃．

Answer 1

分析 （1）C原子有6個電子，K層2個電子，L層有4個電子；O是8號元素，在第二周期第ⅥA族；
（2）向炭粉、Cu和Fe₂O₃組成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，Cu和Fe₂O₃能夠與稀硫酸反應，根據反應物的過量與不足情況判斷溶液A中一定存在的金屬陽離子；
（3）由于碳不與稀硫酸反應，所以剩余的固體B中一定含有碳粉，據此進行解答．

解答 解：（1）C原子有6個電子，K層2個電子，L層有4個電子，原子結構示意圖為；O是8號元素，在第二周期第ⅥA族，
故答案為：；第二周期第ⅥA族；
（2）向炭粉、Cu和Fe₂O₃組成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，只有Fe₂O₃能夠與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應的離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Cu能夠與鐵離子反應生成亞鐵離子和銅離子，反應的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；當銅過量或恰好與鐵離子反應時，此時溶液A中不含有Fe³⁺，一定含有Fe²⁺、Cu²⁺；當銅不足時，銅完全反應后Fe³⁺有剩余，則A溶液中含有金屬離子為：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，所以A溶液中一定含有的金屬陽離子為：Fe²⁺、Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe²⁺、Cu²⁺；
（3）A．炭粉：當稀硫酸足量，且銅恰好與氧化鐵與稀硫酸反應生成的鐵離子反應時，剩余的固體只有碳粉，故A正確；   
B．炭粉和Cu：當銅粉過量時，反應后的固體可能為碳粉和銅，故B正確；   
C．炭粉和Fe₂O₃：當稀硫酸不足時，銅完全反應，氧化鐵部分溶解，則屬于的固體為碳粉和氧化鐵，故C正確；
D．Cu和Fe₂O₃：剩余的固體中一定含有碳粉，故D錯誤；
E．炭粉、Cu和Fe₂O₃：當稀硫酸不足時，碳粉、銅和氧化鐵都可能有剩余，故E正確；
故答案為：ABCE．

點評 本題考查了離子反應及其應用，題目難度中等，明確發生的反應實質為解答關鍵，注意掌握離子反應發生條件及離子共存的判斷方法，試題培養了學生靈活應用基礎知識的能力．