11.三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)小組通過實(shí)驗(yàn)來探究一紅色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物.探究過程如下:
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)象是固體完全溶解,溶液呈血紅色.
(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)為這種說法合理嗎?(簡(jiǎn)述理由)不合理,當(dāng)原固體粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物時(shí),加入稀H2SO4后產(chǎn)生的Fe3+與Cu反應(yīng)生成Fe2+,滴加KSCN溶液后也可能不變紅色.
(3)若固體粉末完全溶解,向所得溶液中滴加 KSCN 試劑時(shí)溶液不變紅色,則證明原固體粉末是Fe2O3和Cu2O,寫出實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
探究延伸:若經(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),稱其質(zhì)量為bg(b>a),則混合物中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9(b-a)}{a}$×100%.
(5)某鋁土礦樣品經(jīng)測(cè)定是由Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2等氧化物組成,取樣品適量放入燒杯中,加入稀硫酸將其溶解,過濾,取濾液少量于試管中,若證明濾液中含有+2價(jià)的鐵,選用的試劑和現(xiàn)象為向?yàn)V液加入幾滴高錳酸鉀溶液,紫紅色若能褪去,則說明礦樣中含有+2價(jià)的鐵;反之則沒有.

分析 (1)依據(jù)假設(shè)1為氧化鐵,和實(shí)驗(yàn)工廠分析,固體溶解后生成硫酸鐵,遇到硫氰酸鉀會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成血紅色溶液;
(2)滴加KSCN試劑后溶液不變紅色,說明溶液中無鐵離子,可能是氧化亞銅在酸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化銅和銅,生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子,使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色;
(3)固體完全溶解,無固體存在,說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅;反應(yīng)生成的銅會(huì)和鐵離子全部反應(yīng);
(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)若濾液中含有+2價(jià)的鐵,亞鐵離子具有還原性,可以向?yàn)V液加入幾滴高錳酸鉀溶液,紫紅色若能褪去,則說明礦樣中含有+2價(jià)的鐵;反之則沒有.

解答 解:(1)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,若假設(shè)1成立,紅色粉末是Fe2O3,則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是固體完全溶解,溶液呈血紅色;
故答案為:固體完全溶解,溶液呈血紅色;
(2)滴加KSCN試劑后溶液不變紅色,說明溶液中無鐵離子,可能是氧化亞銅在酸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化銅和銅,生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子,使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色,所以滴加KSCN試劑后溶液不變紅色,不能說明原混合物不含氧化鐵;
故答案為:不合理;當(dāng)原固體粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物時(shí),加入稀H2SO4后產(chǎn)生的Fe3+與Cu反應(yīng)生成Fe2+,滴加KSCN溶液后也可能不變紅色;
(3)固體完全溶解,無固體存在,說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅;反應(yīng)生成的銅會(huì)和鐵離子全部反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
故答案為:Fe2O3和Cu2O;Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++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=$\frac{288×(b-a)g}{32g}$=9(b-a)g,混合物中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9(b-a)}{a}$×100%,
故答案為:$\frac{9(b-a)}{a}$×100%.
(5)若濾液中含有+2價(jià)的鐵,亞鐵離子具有還原性,可以向?yàn)V液加入幾滴高錳酸鉀溶液,紫紅色若能褪去,則說明礦樣中含有+2價(jià)的鐵;反之則沒有.
故答案為:向?yàn)V液加入幾滴高錳酸鉀溶液,紫紅色若能褪去,則說明礦樣中含有+2價(jià)的鐵;反之則沒有.

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.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.0.5L 1mol/L FeCl3溶液與3L 0.5mol/L KCl溶液中的Cl-的數(shù)目之比( 。
A.1:6B.1:1C.2:1D.3:1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

15.下列溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol•L-1的是( 。
A.將40 g NaOH溶解于1 L水中配成的NaOH溶液
B.常溫常壓下將22.4 L HCl 氣體溶于水配成1 L的鹽酸溶液
C.將1 L 10 mol/L的濃鹽酸與水混合配成10 L溶液
D.從1000 mL 1 mol/L NaCl溶液中取出100 mL的溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列情況下,反應(yīng)速率相同的是(  )
A.等體積、等濃度的鹽酸和硫酸分別與等質(zhì)量的碳酸氫鈉粉末反應(yīng)
B.等質(zhì)量的鋅粒分別與等體積、等濃度的鹽酸和硝酸反應(yīng)
C.等體積、等濃度的鹽酸和硝酸分別與等質(zhì)量的碳酸鈉粉末反應(yīng)
D.等體積的0.2mol•L-1鹽酸和0.1mol•L-1硫酸分別與同種石灰石反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.某興趣小組為探究Na2O2滴入酚酞試液中時(shí)溶液顏色變化的原因,設(shè)計(jì)如下方案.將2藥匙Na2O2加入滴有3~4滴酚酞試劑的蒸餾水(10ml)中,發(fā)現(xiàn)有如下現(xiàn)象:
①立即有大量氣泡生成.
②無色透明的酚酞溶液迅速變紅,振蕩后,溶液中的紅色褪去,又變?yōu)闊o色.
③反應(yīng)放出大量的熱量,試管壁手觸感覺很燙.
請(qǐng)回答:
(1)該興趣小組同學(xué)認(rèn)為酚酞試液顏色變化的為:
假設(shè)①:有強(qiáng)氧化性物質(zhì)生成,使酚酞氧化而褪色.
假設(shè)②:可能是反應(yīng)放出的熱量,使紅色消失.
假設(shè)③:可能是Na2O2與水反應(yīng)生成的NaOH溶液濃度太大,使得酚酞變性,不顯顏色.
(2)驗(yàn)證假設(shè)②,設(shè)計(jì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):取滴加酚酞的稀NaOH溶液加熱,若紅色消失,則證明假設(shè)②成立;若紅色不消失,則假設(shè)②不成立.
(3)驗(yàn)證假設(shè)③,設(shè)計(jì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):取該溶液加水稀釋,若溶液變紅,則證明假設(shè)③成立;若溶液不變紅,則假設(shè)③不成立.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列物質(zhì)既能與稀鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是( 。
A.FeB.SiO2C.Al(OH)3D.CaCO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
(1)鋅片插入硝酸銀溶液中
(2)實(shí)驗(yàn)室用大理石制二氧化碳?xì)怏w
(3)向澄清石灰水中通入過量二氧化碳?xì)怏w.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.在一個(gè)密閉絕熱容器(W)中,進(jìn)行如下兩個(gè)可逆反應(yīng):①A(g)+2B(g)?3C(g)+D(s)△H1>0,②xM(g)+N(g)?3Q(g)△H2.反應(yīng)①中各物質(zhì)與反應(yīng)②中各物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng).在某容器里只進(jìn)行反應(yīng)②,M的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示.下列對(duì)W容器中進(jìn)行的反應(yīng)推斷合理的是( 。
A.反應(yīng)①一定是自發(fā)反應(yīng),反應(yīng)②一定是非自發(fā)反應(yīng)
B.若容器內(nèi)溫度保持不變,則v(B):v(C)=2:3
C.若恒壓條件下,充入N,則C的物質(zhì)的量減小
D.升高溫度,兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)都減小

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.工業(yè)利用含有Al2O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的鋁灰制備硫酸鋁晶體與三草酸合鐵酸鉀[K2Fe(C2O43•3H2O]在的流程如圖所示:

已知:生成氫氧化物的pH
 Al(OH)3Fe(OH)3
開始沉淀時(shí)3.62.1
完全沉淀時(shí)5.23.2
回答下列問題:
(1)為提高酸浸速率,應(yīng)采用的措施是(答出兩條)適當(dāng)提高硫酸的濃度、加熱、攪拌,殘?jiān)闹饕煞质荢iO2
(2)寫出氧化過程中反應(yīng)的了新方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
(3)試劑X的化學(xué)式是Al2O3或Al(OH)3,pH的調(diào)控范圍是3.2≤pH<3.6;
(4)操作Ⅱ的晶體步驟為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶,過濾洗滌、低溫干燥,若操作Ⅰ與操作Ⅱ相同,則洗滌三草酸合鐵酸鉀以獲得干燥晶體的試劑最好是b;
a.先熱水后酒精 b.先冷水后酒精 c.先酒精后熱水 d.先酒精后冷水
(5)生成MnCO3沉淀的離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案