Question

11．由Fe₂O₃、CuO、C组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：

（1）将Y过滤：
①滤渣中两种固体为Cu、Fe（填化学式）．
②若向滤液中通入氯气，反应的离子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺．
③若向滤液中加入NaOH溶液，搅拌，反应的方程式有两个（是离子反应的写离子方程式）分别为：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②若Z为两种气体，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是CO₂、NO．

Answer 1

分析 Fe₂O₃、CuO、C组成的混合粉末溶于过量某浓酸中，发生的离子反应为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，溶液X中加入过量Fe粉，Fe能氧化铜离子生成Cu，所以得到的固体中一种为红色，另一种为过量的Fe，发生离子反应有2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
能和C加热生成两种气体的浓酸有浓硫酸、浓硝酸，样品和浓酸反应生成的两种气体和试剂a反应时，如果Z为一种气体，且试剂a是饱和NaHCO₃溶液，则气体Z只能是CO₂，SO₂和碳酸氢钠反应而消耗生成CO₂；
如果Z是两种气体，且a是水，则酸是浓硝酸，浓硝酸和C反应生成CO₂、NO₂、NO₂和水反应生成硝酸和NO，
再结合题目分析解答．

解答 解：Fe₂O₃、CuO、C组成的混合粉末溶于过量某浓酸中，发生的离子反应为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，溶液X中加入过量Fe粉，Fe能氧化铜离子生成Cu，所以得到的固体中一种为红色，另一种为过量的Fe，发生离子反应有2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
能和C加热生成两种气体的浓酸有浓硫酸、浓硝酸，样品和浓酸反应生成的两种气体和试剂a反应时，如果Z为一种气体，且试剂a是饱和NaHCO₃溶液，则气体Z只能是CO₂，SO₂和碳酸氢钠反应而消耗生成CO₂；
如果Z是两种气体，且a是水，则酸是浓硝酸，浓硝酸和C反应生成CO₂、NO₂、NO₂和水反应生成硝酸和NO，
（1）将Y过滤：
①通过以上分析知，滤渣中两种固体为Cu、Fe，故答案为：Cu；Fe；
②若向滤液中通入氯气，亚铁离子和氯气发生氧化还原反应生成铁离子和氯离子，反应的离子方程式是 2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺；
③若向滤液中加入NaOH溶液，搅拌，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，但氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成氢氧化铁，所以反应的方程式有两个（是离子反应的写离子方程式）分别为：
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，SO₂和碳酸氢钠反应而消耗生成CO₂，气体Z只能是CO₂，浓酸是浓硫酸，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是
C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②若Z为两种气体，试剂a为适量水，则酸是浓硝酸，浓硝酸和C反应生成CO₂、NO₂、NO₂和水反应生成硝酸和NO，所以Z中两种气体的化学式是NO、CO₂，
故答案为：CO₂；NO．

点评 本题考查物质的分离和提纯及无机物推断等知识点，侧重考查元素化合物知识，明确物质的性质是解本题关键，知道离子方程式书写规则，注意氢氧化亚铁的不稳定性，题目难度不大．