Question

某混合物粉末可能含有Al、Fe、FeO、Al₂O₃，某研究小组在实验室积极探究其组成．
（1）研究小组首先排除了含有单质Al的可能性，加入的试剂是

D

（填序号）
A．硫酸  B．盐酸  C．氨水  D．氢氧化钠溶液
证明不含单质铝的现象是

无气泡冒出

．
（2）该混合物的组成基本确定为Fe、FeO、Al₂O₃．请以上述粉末为样品，验证其组成．限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、过滤器；20%KSCN、3mol/LNaOH、3mol/L盐酸、3% H₂O₂、3mol/LCuSO₄、蒸馏水．
根据你设计的实验方案，在答题卡上按下表的格式写出空白部分的实验操作、预期现象和结论．

实验操作	预期现象和结论
步骤1：取少量粉末于烧杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分搅拌，过滤，洗涤．	粉末减少，说明粉末可能含有Al2O3
步骤2：取少量步骤1的滤液于试管中，逐滴滴加3mol/L盐酸至过量．	有白色沉淀产生然后沉淀又溶解 ， 说明粉末中含有Al2O3．
步骤3：将步骤1的滤渣转移到烧杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分搅拌，过滤，洗涤．	有红色固体生成，说明粉末中含有 Fe ．
步骤4： 将步骤3的滤渣转移到烧杯C中， 加入足量3mol/L盐酸，静置，取上层清液， 滴加适量的双氧水，充分振荡后滴加KSCN 溶液．	固体部分溶解，溶液变血红色，说明粉 末中含有FeO

Answer 1

分析：（1）依据铝是两性元素能和强酸强碱反应，Fe是金属单质不与碱反应、FeO是碱性氧化物不与碱反应、Al₂O₃是两性氧化物可以和强酸强碱反应分析；
（2）依据实验步骤结合氧化铝的性质分析判断，步骤1是为了证明三氧化二铝存在的可能；步骤2在步骤1的滤液中逐滴加入盐酸至过量根据现象来判断三氧化二铝的存在；步骤3加入硫酸铜溶液有红色固体生成证明有铜生成，说明原物质含有铁；步骤4是依据检验二价铁离子的方法进行检验；

解答：解：（1）混合物粉末可能含有Al、Fe、FeO、Al₂O₃，排除含有单质Al的可能性，结合物质的性质可知，铝是两性元素可以和强酸、强碱反应生成气体，Fe是金属单质不与碱反应、FeO是碱性氧化物不与碱反应、Al₂O₃是两性氧化物可以和强酸强碱反应但不会生成气体，所以只有加入强碱才能排除铝的存在；AB是酸可以和所有物质反应无法排除铝的存在，C氨水不会和这几种物质反应，D氢氧化钠是强碱与铝反应生成氢气，证明不含铝的现象是加入氢氧化钠无气体生成；
故答案为：D；无气泡冒出；
（2）混合物的组成基本确定为Fe、FeO、Al₂O₃，检验各物质的存在是依据各物质的性质进行反应，利用产生的现象来进一步确认是否存在，按照步骤分析；
步骤1：取少量粉末于烧杯A中，加入足量3mol/LNaOH溶液，能反应的物质是A₂O₃+2NaOH=H₂O+2NaAlO₂，充分搅拌，过滤，洗涤．得到的滤液是NaAlO₂溶液，滤渣为Fe、FeO；可以初步确定含有三氧化二铝；
步骤2取少量步骤1的滤液于试管中，逐滴滴加3mol/L盐酸至过量，滤液中NaAlO₂会发生反应H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，继续加入盐酸沉淀会溶解Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，所以现象是先生成白色沉淀然后沉淀又溶解；
步骤3将步骤1的滤渣为Fe、FeO转移到烧杯B中，加入足量3mol/L CuSO₄，充分搅拌，过滤，洗涤．发现生成红色的固体，说明生成了铜单质，所以证明滤渣中含有金属Fe；
步骤4的目的是检验FeO的存在，结合所给的试剂和仪器可知，步骤要设计为，将步骤3的滤渣是铜和氧化亚铁，转移到烧杯C中，先用3mol/L 盐酸溶解形成溶液中的亚铁离子，静置，取上层清液，滴加适量的氧化剂双氧水，把亚铁离子氧化为三价铁离子，充分振荡后滴加KSCN溶液．溶液变为血红色，证明三价铁的存在，即证明原滤渣中含有氧化亚铁；
故答案为：
步骤2：有白色沉淀产生然后沉淀又溶解；
步骤3：有白色沉淀产生然后沉淀又溶解；
步骤4：Fe；
步骤4：将步骤3的滤渣转移到烧杯C中，加入足量3mol/L 盐酸静置，取上层清液，滴加适量的双氧水，充分振荡后滴加KSCN溶液；固体部分溶解，溶液变血红色，说明粉末中含有FeO；

点评：本题考查了铝、铁及其化合物的化学性质的应用，主要是各物质的特征性质的运用，离子检验的方法，实验验证的设计和描述．