Question

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：

     

(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO₂，无明显变化，说明样品中不含有的物质是（填写化学式）______________。

(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_______________________________________________________。

②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是_________________。

(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是（填写离子符号）___________________________。

(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H₂O₂，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I^-时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_________________________。

(5)另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是（各组合中的物质用化学式表示）____________________________________。

Answer 1

（1）Al

（2）①C+2H₂SO₄(浓)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）样品中加入某浓溶液后生成两种气体，说明该浓溶液为浓HNO₃或浓H₂SO₄，根据对溶液X的描述，样品中不含Al。

（2）①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，说明两种气体分别为SO₂和CO₂，因此反应Ⅰ中同时生成两种气体的反应为：

C+2H₂SO₄（浓）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O。

②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则两种气体不可能再是CO₂、SO₂，而只能是CO₂与NO或CO₂与NO₂，则Z中两种气体的化学式为NO和CO₂。

（3）根据题干中条件Y（溶液和两种固体，其一为红色）说明溶液中含Fe²⁺，且固体为Fe和Cu。因此向Y中通入过量Cl₂后发生反应为：2Fe²⁺+Cl₂2Fe³⁺+2Cl^-，2Fe³⁺+CuCu²⁺+2Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe3Fe²⁺，Cl₂+H₂OH⁺+Cl^-+HClO，所以溶液中的阳离子是Fe³⁺，H⁺，Cu²⁺。

（4）溶液呈蓝色证明有I₂生成，有红褐色沉淀生成，说明有Fe(OH)₃生成，反应的离子方程式为：

4I^-+2Fe²⁺+3H₂O₂2I₂+2Fe(OH)₃↓

（5）原样品中加入足量稀硫酸充分反应后，一定不产生Cu，在已经排除Al，确定有CuO，C的前提下，原样品中一定没有Fe，因为若有Fe存在，Cu²⁺有可能被Fe还原成Cu，所以，只有Fe₂O₃不能确定，因此原样品中可能的物质组合为：CuO+C或Fe₂O₃+CuO+C。