Question

三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．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Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過(guò)程如下：
查閱資料：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)1：紅色粉末是Fe₂O₃
假設(shè)2：紅色粉末是Cu₂O
假設(shè)3：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物
設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 試劑．
（1）若假設(shè)1成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

溶液變?yōu)檠�紅色

．
（2）若滴加 KSCN 試劑后溶液不變紅色，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？

不合理

簡(jiǎn)述你的理由（不需寫(xiě)出反應(yīng)的方程式 ）

Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺

．
（3）若固體粉末完全溶解無(wú)固體存在，滴加 KSCN 試劑時(shí)溶液不變紅色，則證明原固體粉末是

Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

，寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

．
探究延伸
經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃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a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時(shí)，稱(chēng)其質(zhì)量為bg（ b＞a），則混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

9(b-a)

a

×100%

．
（5）實(shí)驗(yàn)小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽礬 （CuS0₄.5H₂0）．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⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH 如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開(kāi)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I為

B

，試劑II為

D

（填字母）．
②固體X的化學(xué)式為

Fe（OH）₃

．
③操作I為

加熱蒸發(fā)

．

Answer 1

分析：（1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（2）Cu₂O遇到酸產(chǎn)生Cu，Cu能與Fe³⁺反應(yīng)；
（3）若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O；
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差計(jì)算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)表格可知，F(xiàn)e（OH）₃完全沉淀時(shí)，pH最小，故應(yīng)將Fe²⁺先轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質(zhì)不能增加新的雜質(zhì)．

解答：解：（1）若假設(shè)1成立，則溶液中含有Fe³⁺，遇到KSCN溶液呈紅色．故答案為：溶液變?yōu)檠�紅色；
（2）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸產(chǎn)生Cu，Cu能與Fe³⁺反應(yīng)，故此種說(shuō)法不正確．故答案為：不合理；Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（3）若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，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．
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；2 Fe³⁺+Cu=2 Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差計(jì)算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
設(shè)樣品中氧化亞銅的質(zhì)量為m，
2Cu₂O+O₂═4CuO△m
288g             32g
 m              （b-a）g
 m=

288g×(b-a)g

32g

=9（b-a）g，混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

9(b-a)

a

×100%，故答案為：

9(b-a)

a

×100%；
（5）根據(jù)表格可知，F(xiàn)e（OH）₃完全沉淀時(shí)，pH最小，故應(yīng)將Fe²⁺先轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質(zhì)不能增加新的雜質(zhì)，故第一步氧化劑應(yīng)是H₂O₂，再加入Cu₂（OH）₂CO₃，調(diào)節(jié)pH，使溶液中的Fe³⁺生成沉淀除去．濾液成分為硫酸銅，經(jīng)加熱蒸發(fā)、過(guò)濾后可得五水硫酸銅晶體．
故答案為：①B；D；②Fe（OH）₃；③加熱蒸發(fā)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)，以及物質(zhì)的組成及含量的測(cè)定，本題難度較大，做題時(shí)注意把握題給信息．