Question

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質組成的混合粉末，取樣品進行下列實驗（部分產物略去）：

     

(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，無明顯變化，說明樣品中不含有的物質是（填寫化學式）______________。

(2)Z為一種或兩種氣體：

①若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCO₃溶液，則反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式是_______________________________________________________。

②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則Z中兩種氣體的化學式是_________________。

(3)向Y中通入過量氯氣，并不斷攪拌，充分反應后，溶液中的陽離子是（填寫離子符號）___________________________。

(4)取Y中的溶液，調pH約為7，加入淀粉KI溶液和H₂O₂，溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗2 mol I^-時，共轉移3 mol電子，該反應的離子方程式是_________________________。

(5)另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應。若溶液中一定不會產生Y中的紅色固體，則原樣品中所有可能存在的物質組合是（各組合中的物質用化學式表示）____________________________________。

Answer 1

（1）Al

（2）①C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O   ②NO   CO₂

（3）Cu²⁺      Fe³⁺      H⁺

（4）2Fe²⁺+3H₂O₂+4I⁺=2Fe(OH)₃↓+2I₂

（5）CuO、C；CuO、C、Fe₂O₃

解析：（1）樣品中加入某濃溶液后生成兩種氣體，說明該濃溶液為濃HNO₃或濃H₂SO₄，根據對溶液X的描述，樣品中不含Al。

（2）①若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCO₃溶液，說明兩種氣體分別為SO₂和CO₂，因此反應Ⅰ中同時生成兩種氣體的反應為：

C+2H₂SO₄（濃）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O。

②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則兩種氣體不可能再是CO₂、SO₂，而只能是CO₂與NO或CO₂與NO₂，則Z中兩種氣體的化學式為NO和CO₂。

（3）根據題干中條件Y（溶液和兩種固體，其一為紅色）說明溶液中含Fe²⁺，且固體為Fe和Cu。因此向Y中通入過量Cl₂后發生反應為：2Fe²⁺+Cl₂2Fe³⁺+2Cl^-，2Fe³⁺+CuCu²⁺+2Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe3Fe²⁺，Cl₂+H₂OH⁺+Cl^-+HClO，所以溶液中的陽離子是Fe³⁺，H⁺，Cu²⁺。

（4）溶液呈藍色證明有I₂生成，有紅褐色沉淀生成，說明有Fe(OH)₃生成，反應的離子方程式為：

4I^-+2Fe²⁺+3H₂O₂2I₂+2Fe(OH)₃↓

（5）原樣品中加入足量稀硫酸充分反應后，一定不產生Cu，在已經排除Al，確定有CuO，C的前提下，原樣品中一定沒有Fe，因為若有Fe存在，Cu²⁺有可能被Fe還原成Cu，所以，只有Fe₂O₃不能確定，因此原樣品中可能的物質組合為：CuO+C或Fe₂O₃+CuO+C。