Question

【題目】有一包固體粉末X，可能含有碳酸鈣、硫酸銅、硫酸亞鐵、鋅粉，為確定固體粉末的成分，現取X進行下列實驗，實驗過程及現象如下圖所示(不考慮水、稀鹽酸的揮發)，下列說法中正確的是( )

A.若氣體1為純凈物，則溶液2中可能含有三種陽離子

B.若氣體1為混合物，則溶液2中可能含有Fe2+

C.若溶液1呈無色，則固體粉末X中不可能含有硫酸銅

D.若溶液2呈淺綠色，則沉淀2不可能是純凈物

Answer 1

【答案】B

【解析】

有一包固體粉末X，可能含有碳酸鈣、硫酸銅、硫酸亞鐵、鋅粉。取固體粉末X，加入足量水，過濾，得到溶液1和沉淀1，在沉淀1中加入過量稀鹽酸，有沉淀2、溶液2和氣體1生成。因為目前所學的除了銀離子和稀鹽酸產生氯化銀沉淀，其他任何物質與稀鹽酸反應均無法生成沉淀，根據題意不含銀離子，所以沉淀1中包含兩種沉淀，為碳酸鈣和沉淀2，且可知沉淀2不和稀鹽酸反應，結合題意，所以該沉淀2一定是銅，銅的來源是第一步驟硫酸銅和鋅反應生成硫酸鋅和銅，所以固體粉末X中一定有鋅、硫酸銅和碳酸鈣。分四種情況討論：①若固體粉末X只存在鋅、硫酸銅和碳酸鈣。取固體粉末X，加入足量水，過濾，得到溶液1和沉淀1，溶液1為硫酸鋅。a：硫酸銅與鋅反應時，硫酸銅過量，沉淀1為碳酸鈣和銅。在沉淀1中加入過量稀鹽酸，碳酸鈣和稀鹽酸反應生氯化鈣、水、二氧化碳，銅不和稀鹽酸反應，所以沉淀2為銅，溶液2為氯化鈣，氣體1為二氧化碳。符合題意。b：硫酸銅與鋅反應時，鋅過量，沉淀1為碳酸鈣和銅和鋅。在沉淀1中加入過量稀鹽酸，碳酸鈣和稀鹽酸反應生氯化鈣、水、二氧化碳，銅不和稀鹽酸反應，鋅和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，所以沉淀2為銅，溶液2為氯化鈣和氯化鋅，氣體1為二氧化碳和氫氣。符合題意。②若固體粉末X中存在鋅、硫酸銅、碳酸鈣和硫酸亞鐵，且鋅的量只能和硫酸銅反應，鋅全部反應完全，無法繼續和硫酸亞鐵反應，硫酸亞鐵存在于溶液1中，即溶液1中含有硫酸鋅和硫酸亞鐵，其他與①a相同。③若固體粉末X中存在鋅、硫酸銅、碳酸鈣和硫酸亞鐵，且鋅與硫酸銅反應后剩余，鋅會與硫酸亞鐵反應生成硫酸鋅和鐵。取固體粉末X，加入足量水，過濾，得到溶液1和沉淀1，溶液1為硫酸鋅，沉淀1為碳酸鈣和銅、鐵。碳酸鈣和稀鹽酸反應生氯化鈣、水、二氧化碳，銅不和稀鹽酸反應，鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，所以氣體1包括二氧化碳和氫氣兩種，溶液2包括氯化鈣和氯化亞鐵兩種。沉淀2為銅。④若固體粉末X中存在鋅、硫酸銅、碳酸鈣和硫酸亞鐵，且鋅與硫酸銅反應后剩余，鋅會與硫酸亞鐵反應生成硫酸鋅和鐵，反應后鋅仍剩余。取固體粉末X，加入足量水，過濾，得到溶液1和沉淀1，溶液1為硫酸鋅，沉淀1為碳酸鈣和銅、鐵、鋅。碳酸鈣和稀鹽酸反應生氯化鈣、水、二氧化碳，銅不和稀鹽酸反應，鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，鋅和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，所以氣體1包括二氧化碳和氫氣兩種，溶液2包括氯化鈣和氯化亞鐵、氯化鋅三種。沉淀2為銅。

A、若氣體1為純凈物，根據分析，①的a情況和②兩種情況均符合，這兩種情況時溶液2中只有氯化鈣，只有兩種陽離子為鈣離子和氫離子，故選項錯誤；

B、若氣體1為混合物，則符合①的b情況和③、④，溶液2對應氯化鈣、氯化鋅；氯化鈣和氯化亞鐵；氯化鈣、氯化鐵、氯化鋅三種情況，則溶液2中可能含有Fe2+，故選項正確；

C、若溶液1呈無色，則固體粉末X中可能含有硫酸銅，因為硫酸銅和鋅反應生成硫酸鋅和銅，溶液1為硫酸鋅溶液，無色，只要保證硫酸銅完全反應即可，故選項錯誤；

D、若溶液2呈淺綠色，則符合③和④兩種情況，此時沉淀2均只有銅，為純凈物，故選項錯誤。故選B。