Question

7．現(xiàn)有一份由C、Al、Fe、Fe₂O₃、CuO中的幾種物質(zhì)組成的混合物粉末，某�；瘜W(xué)課外小組取樣品進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)（其中部分產(chǎn)物已略去）：

（1）取少量溶液X，加入過(guò)量的NaOH溶液，有沉淀生成．取上層清液，通入CO₂，無(wú)明顯變化，說(shuō)明樣品中不含有的物質(zhì)是（填寫化學(xué)式）Al．
（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(yīng)Ⅰ中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量H₂O，則Z中兩種氣體的化學(xué)式是NO、CO₂．
（3）向Y中通入過(guò)量Cl₂，并不斷攪拌，充分反應(yīng)后，溶液中的陽(yáng)離子是（填寫離子符號(hào)）Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺．

Answer 1

分析 能與Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，可以與Fe、C、Al單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸被還原為SO₂，C被氧化為CO₂，F(xiàn)e和Al被氧化為Fe³⁺和Al³⁺；如果是濃硝酸，則兩種氣體是CO₂和NO₂，其變化與加濃硫酸的反應(yīng)相同．無(wú)論是那種濃酸均可以使兩種氧化物Fe₂O₃、CuO轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的鹽，
（1）無(wú)論加什么濃酸（硫酸和硝酸），溶液X中都可能含有Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺三種金屬陽(yáng)離子．向溶液X中加入過(guò)量的NaOH溶液，可轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃和Cu（OH）₂沉淀析出，如果有Al³⁺，則可轉(zhuǎn)化為AlO₂^-離子，如果上層清液，通入CO₂后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀Al（OH）₃；
（2）①濃酸若為濃硫酸，其與樣品中的C反應(yīng)生成CO₂和SO₂，通入NaHCO₃溶液后SO₂被吸收，剩余CO₂；
②濃酸若為濃硝酸，其與樣品中的C反應(yīng)生成CO₂和NO₂，通入水中后NO₂轉(zhuǎn)變?yōu)镹O；
（3）X溶液中加過(guò)量Fe粉，得Y溶液和兩種固體（其中一種固體為紅色的Cu，另一種為過(guò)量的Fe粉），這個(gè)過(guò)程發(fā)生了置換反應(yīng)：Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺；再向Y溶液中通入過(guò)量Cl₂，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺、Cl₂+H₂O=HCl+HClO．

解答 解：（1）無(wú)論加什么濃酸（硫酸和硝酸），溶液X中都可能含有Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺三種金屬陽(yáng)離子．向溶液X中加入過(guò)量的NaOH溶液，可轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃和Cu（OH）₂沉淀析出，如果有Al³⁺，則可轉(zhuǎn)化為ALO₂^-離子，如果上層清液，通入CO₂后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，產(chǎn)生白色沉淀Al（OH）₃，這與“取上層清液，通入CO₂，無(wú)明顯變化”不相符，可以肯定溶液X中沒(méi)有AlO₂^-，樣品中沒(méi)有Al，
故答案為：Al；
（2）①濃酸若為濃硫酸，其與樣品中的C反應(yīng)生成CO₂和SO₂，通入NaHCO₃溶液后SO₂被吸收，剩余CO₂，反應(yīng)I中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式是：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②濃酸若為濃硝酸，其與樣品中的C反應(yīng)生成CO₂和NO₂，通入水中后NO₂轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，氣體Z為NO、CO₂混合物，
故答案為：NO、CO₂；
（3）向溶液X中加過(guò)量Fe粉，得Y溶液和兩種固體，且一種固體為紅色（Cu），另一種就是過(guò)量的Fe粉，這個(gè)過(guò)程發(fā)生了置換反應(yīng)：Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，向Y溶液中通入過(guò)量氯氣，并不斷攪拌，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，Cl₂+H₂O=HCl+HClO，充分反應(yīng)后，溶液中的陽(yáng)離子是：Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺（特別注意沒(méi)有了Fe²⁺），
故答案為：Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)推斷，主要涉及金屬單質(zhì)、金屬氧化物、非金屬單質(zhì)的性質(zhì)，題目難度中等，試題綜合性強(qiáng)，涉及知識(shí)面廣，注意掌握濃硫酸、濃硝酸的性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．