题目

题型：不详难度：来源：

有一包固体混合物粉末，已知其中可能是Na₂CO₃、Na₂SO₄、Fe₂O₃、CuO中的一种或几种。某研究小组为探究其成分，按下图所示进行实验，出现的现象如图所示（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）。

根据以上信息，回答下列问题：
（1）操作M的名称为             ，红褐色沉淀D的化学式为            。
（2）无色溶液E中一定含有的金属阳离子的符号是       。
（3）原固体混合物中一定含有的物质是                   ，一定不含有的物质是  。
（4）写出②处发生反应的化学方程式为                                     。
（5）为了进一步验证不确定的物质是否存在，设计了如下实验方案：
①将原固体混合物加入盛有足量水的烧杯中，充分溶解后，过滤，得到滤液F。
②向滤液F中加入过量的稀硝酸，充分反应后得到溶液G。
③再向溶液G中滴加无色溶液H，产生现象X。若现象X为                          ，则该物质一定存在。

答案

(1)过滤；Fe（OH）₃ (2)Na⁺(3) Na₂CO₃、Fe₂O₃、CuO  (4) CO₂+Ca(OH)₂= CaCO₃↓+H₂O (5)产生白色沉淀

解析

试题分析：根据反应的情况分析，由于该物质加稀硫酸能生成二氧化碳气体（使澄清石灰水产生白色沉淀），则该物质中一定含有碳酸盐；该物质加入稀硫酸反应后生成的有色溶液B，再加入碱液能生成红褐色沉淀（即氢氧化铁），所以该物质中一定含有氧化铁（氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀）；由于最终无蓝色沉淀（氢氧化铜）生成，则该物质中一定不会含有氧化铜。
（1）由于操作M是将固体沉淀和液体分离的操作，故M为过滤；根据已有知识，结合题意可知，红褐色沉淀是氢氧化铁，故化学式为Fe(OH)₃；
（2）由于无色溶液E是有色溶液B和氢氧化钠反应后生成的溶液，结合复分解反应交换成分的特点可知，溶液中一定存在的阳离子是氢氧化钠提供的钠离子（Na⁺）；
（3）根据上面的分析可知，原混合物中一定含有氧化铁、碳酸钠，一定不会含有氧化铜；
（4）反应②是二氧化碳与澄清石灰水的反应，故化学方程式为CO₂+Ca(OH)₂= CaCO₃↓+H₂O；
（5）由以上推断可知，该物质中是否含有硫酸钠无法确定，若按结论“该物质一定存在”。则①将原固体混合物（氧化铁、碳酸钠、硫酸钠）加入盛有足量水的烧杯中，充分溶解后，过滤，可除掉不溶于水的氧化铁，得到滤液F（碳酸钠、硫酸钠）；
②向滤液F中加入过量的稀硝酸，可将碳酸钠完全反应掉，生成硝酸钠，故溶液G含有生成的硝酸钠，原来的硫酸钠和剩余的稀硝酸；
③再向溶液G中滴加无色溶液H（结合硫酸根离子的检验方法可知，H为钡盐的溶液），如果能够生成不溶于硝酸的白色沉淀硫酸钡，则可证明一定含有硫酸钠。
点评：在解此类题时，先要找准“题眼”，即有特征的物质或反应现象等，再根据题中的条件进行有目的假设，然后沿着假设进行推导，只要各步都满足，假设就成立，如不满足，可再假设，再验证。