Question

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．某校实验小组同学通过实验确定该混合物粉末的成分．
实验步骤：
①取m g固体粉末于一个烧杯中，加入足量NaOH稀溶液，有气体产生，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．
请回答以下问题．
（1）写出①反应的离子方程式______．
（2）固体C与浓硫酸受热后发生反应的化学方程式为______．
（3）由上述实验可以获得结论，混合物粉末中一定含有碳和______（填化学式，下同），含铁元素的物质可能是______或______．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______．

Answer 1

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）依据推断固体C为碳粉，与浓硫酸受热后发生反应的化学方程式为：C+2H₂SO₄CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+2H₂SO₄CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）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：取少量酸性高锰酸钾溶液于试管中，加入少量棕黄色溶液D，若紫红色溶液褪色，则说明原混合物含有Fe₃O₄；若紫红色溶液不褪色，则说明原混合物含有Fe₂O₃，
故答案为：Al；Fe₂O₃、Fe₃O₄；取少量酸性高锰酸钾溶液于试管中，加入少量棕黄色溶液D，若紫红色溶液褪色，则说明原混合物含有Fe₃O₄；若紫红色溶液不褪色，则说明原混合物含有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；
点评：本题考查了物质推断、物质检验与实验方案设计等，涉及化学方程式、离子方程式的书写，题目难度中等，掌握元素化合物的性质是关键，对学生的推理有一定的要求．