12.(2008年北京理综)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)____________________________________。
[解析] 首先要注意框图中量的描述“过量”,然后做大致的推断,再根据具体的设问提供的信息具体分析。
大致猜想:“浓酸”和“两种气体”可推知“浓酸”可能为浓硫酸或浓硝酸,金属元素只有Fe、Cu,则溶液X可能为Fe2(SO4)3、CuSO4、Al2(SO4)3或Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Al(NO3)3。两种气体可能为SO2、CO2或NO2、CO2,不可能为NO2、NO,因浓酸过量。Y中溶液定有Fe2+,还可能有Al3+。Y中固体定有Fe(前述过量Fe粉)、Cu。
(1)若有Al,则应有2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO,或AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,有白色沉淀产生。“无明显变化”说明原混合物中无Al。
(2)①“若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液”,则Z为CO2,两种气体中一种与NaHCO3溶液反应生成CO2,应为SO2:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O,则浓酸为浓硫酸。
②若Z为两种气体的混合物,a为适量水,则其中一种为NO2:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体Z为NO与CO2的混合气体,则浓酸为浓硝酸。
(3)Y中溶液中有大量的Fe2+,少量H+,固体为Fe、Cu,通入过量Cl2,并不断搅拌,则发生的反应有:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-,Cl2+H2O===H++Cl-+HClO,2H++Fe===Fe2++H2↑,HClO+H++Cu===Cu2++Cl-+H2O,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。所以溶液中的阳离子有Fe3+、Cu2+、H+。
(4)当消耗2 mol I-时,共转移3
mol电子,且有红褐色沉淀[Fe(OH)3]生成。则I-与Fe2+共同还原H2O2:4I-+2Fe2++3H2O2===2I2+2Fe(OH)3↓。(这是一个新动向,氧化剂或还原剂不止一种的氧化还原反应离子方程式的书写!)
(5)通过前面的分析已知原样品中一定有CuO和C,一定无Al,Fe2O3、Fe是否存在不能确定。“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Cu”,则一定不会发生Fe+Cu2+===Fe2++Cu,则原样品中无Fe,可能的组合有:CuO、C;CuO、C、Fe2O3。
[答案] (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