Question

三氧化二鐵和氧化亞銅是紅色粉末，常作顏料。某校一化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一紅色粉末是Fc₂O₃、Cu₂O或二者的混合物。探究過(guò)程如下：

查閱資料知：Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空氣中加熱生成CuO。

提出假設(shè)：假設(shè)l：紅色粉末是Fc₂O₃    假設(shè)2：紅色粉末是Cu₂O

假設(shè)3：紅色粉末是Fc₂O₃和Cu₂O的混合物

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取少量粉末放人足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN溶液。

（1）若假設(shè)1成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__             。

（2）若滴入 KSCN溶液后溶液不變紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵。你認(rèn)為這種說(shuō)法合理嗎？____。筒述你的理由              .

（3）若固體粉末完全溶解無(wú)固體存在，滴加KSCN溶液時(shí)溶液不變紅色，則證明原固體粉末是Fc₂O₃，和Cu₂O的混合物，則其質(zhì)量比為____，寫出其中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式           。探究延伸：經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，確定紅色粉末為Fc₂O₃，和Cu₂O的混合物。

（4）實(shí)驗(yàn)小組欲用加熱法測(cè)定Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取ag固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時(shí)，稱其質(zhì)量為bg，則混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為          。

（5）實(shí)驗(yàn)小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽礬（CuSO₄·5H₂O）。經(jīng)查閱資料得知在溶液中通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺分別生成沉淀的pH如下：

物  質(zhì)	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

 

實(shí)驗(yàn)室有下列試劑可供選擇： A．氯水 B．H₂O₂  C．NaOH          D．Cu₂（OH）₂CO₃

實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：

試回答：①試劑1為___         _，試劑2為            （填字母）。

②固體X的化學(xué)式為____，③操作I為_           。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）固體完全溶解，溶液變?yōu)榧t色；（2）不合理      紅色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中會(huì)有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，滴加KSCN試劑后溶液可能不變紅色，

（3）10:9   Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

（4）[9(b−a) ]/a ×100%；（5）①B、D②Fe（OH）₃ƒ 蒸發(fā)濃縮 ，冷卻結(jié)晶

【解析】

試題分析：（1）若紅色粉末是Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色；（2）紅色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中會(huì)有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，滴加KSCN試劑后溶液可能不變紅色，所以說(shuō)法不合理；（3）因?yàn)镃u₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必須有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解產(chǎn)生的Cu，反應(yīng)的有關(guān)離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；溶液不變紅，且無(wú)固體殘留，即為恰好完全反應(yīng)，氧化鐵和氧化亞銅的物質(zhì)的量比值為1:1，質(zhì)量比：10:9。

（4）Cu₂O～～～2CuO  質(zhì)量增重△w  

144 g                    16 g 

m（Cu₂O）                （b-a） g 

所以m（Cu₂O）=[144g×(b−a)g ]：16g =9（b-a）g，

故混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[9(b−a) ]/a ×100%；

（5）紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工藝流程可知，放入足量稀硫酸中會(huì)有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入試劑1目的是Fe²⁺將為Fe³⁺，氯氣會(huì)引入氯離子，故試劑1應(yīng)選擇B．H₂O₂；加入試劑2目的是調(diào)節(jié)溶液的PH值使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去，過(guò)濾得到硫酸銅溶液，氫氧化鈉會(huì)引入鈉離子，故試劑2應(yīng)選擇Cu₂（OH）₂CO₃，得到的沉淀x為Fe（OH）₃，接下來(lái)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。

考點(diǎn)：本題考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)，以及物質(zhì)的組成的測(cè)定，難度較大，注意把握題給信息，是對(duì)所需知識(shí)的綜合考查，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析能力．