Question

某混合粉末含有Al₂O₃，还可能有Fe₂O₃、ZnO，请设计实验探究该混合物的组成．限选择的仪器和试剂：
烧杯、试管、玻璃棒、酒精灯、漏斗、过滤架、滤纸、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、10%KSCN溶液、稀氨水．
提示：ZnO、Zn（OH）₂都是两性物质；且Zn（OH）₂能溶于烧碱溶液生成Na₂ZnO₂，能溶于浓氨水生成[Zn（NH₃）₄]（OH）₂．
（1）请写出ZnO与烧碱溶液反应的化学方程式：ZnO+2NaOH=

 

；
（2）请完成以下实验探究过程
①提出假设：
假设1 该混合物中除Al₂O₃外还含有

 

；
假设2 该混合物中除Al₂O₃外还含有

 

；
假设3 该混合物中除Al₂O₃外还含有Fe₂O₃、ZnO．
②设计实验方案：基于假设3，设计出实验方案．请在下表对应栏目叙述实验操作、预期现象和结论（实验步骤可以不填满、也可以增加）：

实验步聚	实验操作	预期现象和结论
第一步
第二步
第三步
第四步
…	…	…

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量

专题：科学探究

分析：（1）ZnO为两性物质，与强碱反应生成盐和水，根据Zn（OH）₂能溶于烧碱溶液生成Na₂ZnO₂，可判断ZnO和NaOH反应生成产物；
（2）①由题意可知混合物可能为Al₂O₃和ZnO的混合物、Al₂O₃和Fe₂O₃的混合物或三种都有；
②Fe₂O₃可与硫酸反应生成Fe³⁺，可用KSCN溶液检验Fe³⁺的存在，将Al₂O₃和ZnO转化为氢氧化物，然后加入氨水，观察沉淀是否溶解．

解答：解：解：（1）ZnO为两性物质，与强碱反应生成盐和水，根据Zn（OH）₂能溶于烧碱溶液生成Na₂ZnO₂，可判断ZnO和NaOH反应产物为Na₂ZnO₂和H₂O，反应的化学方程式为ZnO+2NaOH=Na₂ZnO₂+H₂O，故答案为：Na₂ZnO₂+H₂O；
（2）①由题意可知混合物可能为Al₂O₃和ZnO的混合物、Al₂O₃和Fe₂O₃的混合物或三种都有，故答案为：Fe₂O₃、ZnO； 
②Fe₂O₃可与硫酸反应生成Fe³⁺，可用KSCN溶液检验Fe³⁺的存在，将Al₂O₃和ZnO转化为氢氧化物，然后加入氨水，观察沉淀是否溶解，具体操作为

实验步聚	实验操作	预期现象和结论
第一步	取适量样品粉末于的试管中，加入过量的 2mol/LNaOH溶液，并不断振荡试管	试管中固体减少，溶液无色
第二步	装配好过滤装置，过滤试管中的溶液，滤液和滤渣分别置于不同试管中备用
第三步	取滤渣于另外的试管中，滴入1mol/L稀硫酸，再向其中滴入2～3滴10%KSCN溶液	若滴入KSCN溶液后试液变红，则说明固体中含有Fe2O3
第四步	取滤液逐滴滴入1mol/L稀硫酸直至略过量，再向其中滴入浓氨水直至过量	滴入稀硫酸时先有白色沉淀，然后白色沉淀溶解；再滴入氨水时有白色沉淀生成且部分溶解，说明粉末中含有ZnO

故答案为：（1）Na₂ZnO₂+H₂O
（2）①Fe₂O₃、ZnO  ②

实验步聚	实验操作	预期现象和结论
第一步	取适量样品粉末于的试管中，加入过量的2mol/LNaOH溶液，并不断振荡试管	试管中固体减少，溶液无色
第二步	装配好过滤装置，过滤试管中的溶液，滤液和滤渣分别置于不同试管中备用
第三步	取滤渣于另外的试管中，滴入1mol/L稀硫酸，再向其中滴入2～3滴10%KSCN溶液	若滴入KSCN溶液后试液变红，则说明固体中含有Fe2O3
第四步	取滤液逐滴滴入1mol/L稀硫酸直至略过量，再向其中滴入浓氨水直至过量	滴入稀硫酸时先有白色沉淀，然后白色沉淀溶解；再滴入氨水时有白色沉淀生成且部分溶解，说明粉末中含有ZnO

点评：本题考查元素化合物知识以及物质的组成和探究，题目难度中等，易错点为（2），注意实验方案的设计原理和步骤．