Question

10．現有一份由炭粉、Fe₂O₃、CuO中的某幾種物質組成的混合物粉末，某�；瘜W課外小組取樣品進行了如下實驗：

（1）可以確定該樣品中一定存在C，CuO（填化學式）．
（2）若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCO₃溶液，則反應Ⅰ中能同時生成兩種氣體的化學方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）向Y溶液和固體混合物中通入過量的Cl₂，并不斷攪拌，充分反應后，則溶液中的陽離子是H⁺、Fe³⁺、Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）能與Fe₂O₃、CuO、C物質反應產生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，可以與C單質發(fā)生氧化還原反應，濃硫酸被還原為SO₂，C被氧化為CO₂，如果是濃硝酸，則兩種氣體是CO₂和NO₂，其變化與加濃硫酸的反應相同．無論是那種濃酸均可以使兩種氧化物Fe₂O₃、CuO轉化為對應的鹽，鹽溶液加入過量的鐵粉，可以得到紅色的固體，即為銅，據此圈定含有的物質；
（2）濃酸若為濃硫酸，其與樣品中的C反應生成CO₂和SO₂，通入NaHCO₃溶液后SO₂被吸收，剩余CO₂；
（3）X溶液中加過量Fe粉，得Y溶液和兩種固體（其中一種固體為紅色的Cu，另一種為過量的Fe粉），這個過程發(fā)生了置換反應：Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺；再向Y溶液中通入過量Cl₂，則會發(fā)生反應：Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺、Cl₂+H₂O=HCl+HClO．

解答 解：（1）與Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al物質反應產生兩種氣體的濃酸不可能是濃鹽酸；如果是濃硫酸，可以與Fe、C、Al單質發(fā)生氧化還原反應，濃硫酸被還原為SO₂，C被氧化為CO₂，Fe和Al被氧化為Fe³⁺和Al³⁺；如果是濃硝酸，則兩種氣體是CO₂和NO₂，其變化與加濃硫酸的反應相同．無論是那種濃酸均可以使兩種氧化物Fe₂O₃、CuO轉化為對應的鹽，鹽溶液加入過量的鐵粉，可以得到紅色的固體，即為銅，據此得到該樣品中一定存在C，CuO，故答案為：C，CuO；  
（2）濃酸若為濃硫酸，其與樣品中的C反應生成CO₂和SO₂，通入NaHCO₃溶液后SO₂被吸收，剩余CO₂，反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式是：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）向溶液X中加過量Fe粉，得Y溶液和兩種固體，且一種固體為紅色（Cu），另一種就是過量的Fe粉，這個過程發(fā)生了置換反應：Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，向Y溶液中通入過量氯氣，并不斷攪拌，會發(fā)生如下反應：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，Cl₂+H₂O=HCl+HClO，充分反應后，溶液中的陽離子是：Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺（特別注意沒有了Fe²⁺），
故答案為：Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺．

點評 本題考查無機推斷，主要涉及金屬單質、金屬氧化物、非金屬單質的性質，題目綜合性強，涉及知識面廣，難度中等，注意掌握濃硫酸、濃硝酸的性質．