某难溶于水的化合物粉末中除含有炭粉外.还可能含有铁.铝的单质和它们的某一种氧化物．某校实验小组通过实验确定该混合物粉末的成分．实验步骤:①取m g固体粉末于一烧杯中.加入足量NaOH稀溶液.有气体放出.过滤得到固体A和无色溶液B,②将①中所得固体A洗涤后分成两份．一份加入CuSO4溶液.无明显变化,另一份加入足量稀硫酸.过滤得到固体C和棕黄色溶液D� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．某难溶于水的化合物粉末中除含有炭粉外，还可能含有铁、铝的单质和它们的某一种氧化物．某校实验小组通过实验确定该混合物粉末的成分．
实验步骤：
①取m g固体粉末于一烧杯中，加入足量NaOH稀溶液，有气体放出，过滤得到固体A和无色溶液B；
②将①中所得固体A洗涤后分成两份．一份加入CuSO₄溶液，无明显变化；另一份加入足量稀硫酸，过滤得到固体C和棕黄色溶液D．
请回答下列问题：
（1）写出步骤①中发生反应的离子方程式2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑．
（2）固体C的一种氧化物与过氧化钠发生反应的化学方程式为2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂．
（3）向棕黄色溶液D中加入铁粉，发生反应的离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（4）由上述实验可以得出结论：混合物粉末中一定含有碳和Al（填化学式，下同），含铁元素的物质可能是Fe₂O₃或Fe₃O₄．若要确定含铁元素的物质，还需要进行一步实验，该实验方法为取少量酸性KMnO₄溶液于试管中，加入少量棕黄色溶液D，若紫色溶液退色，则说明原混合物含有Fe₃O₄；若紫色溶液不退色，则说明原混合物中含有Fe₂O₃．

分析 ①固体粉末于一个烧杯中，加入足量NaOH稀溶液，有气体产生，证明一定含有金属铝，过滤得到固体A和无色溶液B，溶液B为NaAlO₂溶液；
②将①中所得固体A洗涤后分成两份．一份加入CuSO₄溶液，无明显变化，证明一定无金属铁，另一份加入足量稀硫酸，过滤得到固体C和棕黄色溶液D．推断固体C为碳粉，棕黄色溶液D为硫酸铁溶液，证明一定含有氧化铁或四氧化三铁；
综上所述：混合粉末中一定含有铝、碳、铁的氧化物；一定不含铁；依据推断出的物质分析回答；
（1）①反应的离子方程式是铝和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）固体C的一种氧化物与过氧化钠发生反应是二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气；
（3）反应是铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4）由上述实验可以获得结论，混合物粉末中一定含有碳和铝，铁的氧化物可以是氧化铁或四氧化三铁，若要确定含铁元素的物质，需要加酸溶解，利用亚铁离子具有还原性，使高锰酸钾溶液褪色设计实验验证．

解答解：某难溶于水的混合粉末中除含有炭粉外，还可能含有铁、铝的单质和它们的某一种氧化物．
①固体粉末于一个烧杯中，加入足量NaOH稀溶液，有气体产生，证明一定含有金属铝，过滤得到固体A和无色溶液B，溶液B为NaAlO₂溶液；
②将①中所得固体A洗涤后分成两份．一份加入CuSO₄溶液，无明显变化，证明一定无金属铁，另一份加入足量稀硫酸，过滤得到固体C和棕黄色溶液D．推断固体C为碳粉，棕黄色溶液D为硫酸铁溶液，证明一定含有氧化铁或四氧化三铁；推断为：混合粉末中一定含有铝、碳、铁的氧化物；一定不含铁；
（1）①反应的离子方程式是铝和氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）固体C的一种氧化物与过氧化钠发生反应是二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为；2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）向棕黄色溶液D（Fe₂（SO₄）₃）中加入铁粉反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）由上述实验可以获得结论，混合物粉末中一定含有碳和铝，铁的氧化物可以是氧化铁或四氧化三铁，若要确定含铁元素的物质，还需进行一步实验，该实验方法为：取少量固体于试管中，加入稀硫酸浸溶，取上层溶液加入高猛酸钾溶液，若褪色证明含四氧化三铁，若不褪色证明不含四氧化三铁；氧化物为氧化铁；
故答案为：Al；Fe₂O₃；Fe₃O₄；取少量固体于试管中，加入稀硫酸浸溶，取上层溶液加入高猛酸钾溶液，若褪色证明含四氧化三铁，若不褪色证明不含四氧化三铁，氧化物为氧化铁．