Question

某難溶于水的混合粉末中除含有炭粉外，還可能含有鐵、鋁的單質和它們的某一種氧化物．某校實驗小組同學通過實驗確定該混合物粉末的成分．
實驗步驟：
①取m g固體粉末于一個燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體產生，過濾得到固體A和無色溶液B；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無明顯變化；另一份加入足量稀硫酸，過濾得到固體C和棕黃色溶液D．
請回答以下問題．
（1）寫出①反應的離子方程式______．
（2）固體C與濃硫酸受熱后發生反應的化學方程式為______ CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：①固體粉末于一個燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體產生，證明一定含有金屬鋁，過濾得到固體A和無色溶液B，溶液B為NaAlO₂溶液；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無明顯變化，證明一定無金屬鐵，另一份加入足量稀硫酸，過濾得到固體C和棕黃色溶液D．推斷固體C為碳粉，棕黃色溶液D為硫酸鐵溶液，證明一定含有氧化鐵或四氧化三鐵；
綜上所述：混合粉末中 一定含有鋁、碳、鐵的氧化物；一定不含鐵；依據推斷出的物質分析回答；
解答：解：某難溶于水的混合粉末中除含有炭粉外，還可能含有鐵、鋁的單質和它們的某一種氧化物．
①固體粉末于一個燒杯中，加入足量NaOH稀溶液，有氣體產生，證明一定含有金屬鋁，過濾得到固體A和無色溶液B，溶液B為NaAlO₂溶液；
②將①中所得固體A洗滌后分成兩份．一份加入CuSO₄溶液，無明顯變化，證明一定無金屬鐵，另一份加入足量稀硫酸，過濾得到固體C和棕黃色溶液D．推斷固體C為碳粉，棕黃色溶液D為硫酸鐵溶液，證明一定含有氧化鐵或四氧化三鐵；推斷為：混合粉末中一定含有鋁、碳、鐵的氧化物；一定不含鐵；
（1）①反應的離子方程式是鋁和氫氧化鈉溶液的反應，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）依據推斷固體C為碳粉，與濃硫酸受熱后發生反應的化學方程式為：C+2H₂SO₄CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）由上述實驗可以獲得結論，混合物粉末中一定含有碳和鋁，鐵的氧化物可以是氧化鐵或四氧化三鐵，若要確定含鐵元素的物質，還需進行一步實驗，該實驗方法為：取少量酸性高錳酸鉀溶液于試管中，加入少量棕黃色溶液D，若紫紅色溶液褪色，則說明原混合物含有Fe₃O₄；若紫紅色溶液不褪色，則說明原混合物含有Fe₂O₃，
故答案為：Al；Fe₂O₃、Fe₃O₄；取少量酸性高錳酸鉀溶液于試管中，加入少量棕黃色溶液D，若紫紅色溶液褪色，則說明原混合物含有Fe₃O₄；若紫紅色溶液不褪色，則說明原混合物含有Fe₂O₃．
點評：本題考查了物質推斷、物質檢驗與實驗方案設計等，涉及化學方程式、離子方程式的書寫，題目難度中等，掌握元素化合物的性質是關鍵，對學生的推理有一定的要求．