Question

有難溶于水的粉末狀固體樣品，可能含有Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一種或幾種，研究小組通過實(shí)驗(yàn)確定樣品的成分．

【查閱資料知】① Cu2O + 2H+ = Cu + Cu2+ + H2O；

② 部分氫氧化物在溶液中沉淀的pH見下表：

物質(zhì)	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀的pH	1．8	6．3	5．2
完全沉淀的pH	3．0	8．3	6．7

【注】金屬離子的起始濃度為0．1 mol·L-1

【實(shí)驗(yàn)步驟】

Ⅰ．取一定量樣品于燒杯中，加足量NaOH溶液，有氣體產(chǎn)生，過濾得固體A和無色溶液B；

Ⅱ．向B中加入稀硫酸，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加稀硫酸至過量，白色沉淀完全溶解；

Ⅲ．向A中加入足量稀硫酸并微熱，固體完全溶解，得溶液C；

Ⅳ．向C中加入NaClO，調(diào)節(jié)溶液的pH至4～5，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過濾得到藍(lán)綠色溶液D；

Ⅴ．向D中加入NaOH，調(diào)節(jié)溶液的pH到7～8，產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀．

請回答下列問題．

（1）Ⅰ中產(chǎn)生氣體的離子方程式為 ．

（2）由Ⅰ、Ⅱ知，原樣品中一定不存在的物質(zhì)是 ．

（3）溶液C中除H+、Cu2+外一定還含有的陽離子是 ．

（4）Ⅳ中加NaClO的目的是 ．

（5）將Ⅳ中得到的溶液D電解，陽極的電極反應(yīng)式為 ；若電路中有0．1mol電子通過，則理論上陰極質(zhì)量增重 g．

（6）由上述實(shí)驗(yàn)可以獲得結(jié)論：原樣品所有可能的成分組合為組合為

(用化學(xué)式表示)．

 

Answer 1

（1）2Al+2OH－ +2H2O = 2AlO2－ +3H2↑．（2）SiO2．（3）Fe2+．（4）將Fe2+氧化成Fe3+，增大溶液的pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀．（5）2Cl－ - 2e－ = Cl2↑；3．2．（6）組合1：Al、Fe2O3、Cu2O；組合2：Al、Cu2O、Fe3O4；組合3：Al、Fe2O3、Cu2O、Fe3O4．

【解析】

試題分析：（1）樣品加足量NaOH溶液，有氣體產(chǎn)生，Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中只有鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體，離子方程式為：2Al+2OH－ +2H2O = 2AlO2－ +3H2↑．（2）向B中加入稀硫酸，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加稀硫酸至過量，白色沉淀完全溶解；如果含SiO2，Ⅰ中生成硅酸鈉，Ⅱ中生成硅酸沉淀，所以原樣品中一定不存在的物質(zhì)是SiO2 ．（3）向C中加入NaClO，調(diào)節(jié)溶液的pH至4～5，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過濾得到藍(lán)綠色溶液，說明A中一定含Cu2O，由于Cu2O + 2H+ = Cu + Cu2+ + H2O，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，溶液C中除H+、Cu2+外一定還含有的陽離子是Fe2+．（4）Ⅳ中加NaClO的目的是將Fe2+氧化成Fe3+，增大溶液的pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀．（5）Ⅳ得到的溶液中有NaClO還原得到的氯離子，電解時陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－ - 2e－ = Cl2↑；陰極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，若電路中有0．1mol電子通過，則理論上陰極質(zhì)量增重0．1mol×0．5×64g/mol=3．2g．（6）綜合以上分析可知原樣品中一定不含SiO2，一定含有Al和Cu2O，F(xiàn)e2O3和Fe3O4至少含有一種，所以原樣品所有可能的成分組合為組合為組合1：Al、Fe2O3、Cu2O；組合2：Al、Cu2O、Fe3O4；組合3：Al、Fe2O3、Cu2O、Fe3O4．

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計，物質(zhì)檢驗(yàn)．