Question

三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料。某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者的混合物。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)計探究實驗

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，則實驗現(xiàn)象是_____________________________________________。

(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。你認為這種說法合理嗎？________。簡述你的理由(不需寫出反應(yīng)方程式)____________

________________________________________________________________________。

(3)若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變紅色，則證明原固體粉末是________，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________。

探究延伸

經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。

(4)實驗小組欲用加熱法測定Cu₂O的質(zhì)量分數(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，稱其質(zhì)量為b g(b＞a)，則混合物中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)為________。

(5)實驗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，在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋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

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

實驗小組設(shè)計如下實驗方案：

試回答：

①試劑1為________(填字母，后同)，試劑2為________。

②固體X的化學式為____________________________________________________。

③操作Ⅰ為___________________________________________________________。

Answer 1

解析：(1)若假設(shè)1成立，則溶液中含有Fe^3＋，遇到KSCN溶液顯紅色。(2)如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸產(chǎn)生Cu，Cu能與Fe^3＋反應(yīng)生成Fe^2＋和Cu^2＋，故此種說法不正確。(3)若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，因為Cu₂O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Fe^3＋溶解產(chǎn)生的Cu。(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)量差計算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)。(5)根據(jù)題給表格可知，F(xiàn)e(OH)₃完全沉淀時，pH最小，故應(yīng)將Fe^2＋先轉(zhuǎn)化為Fe^3＋，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe^3＋，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Fe^3＋生成沉淀除去。

答案：(1)溶液變?yōu)檠�紅色　(2)不合理　Cu能將Fe^3＋還原為Fe^2＋　(3)Fe₂O₃和Cu₂O的混合物　Fe₂O₃＋6H^＋===2Fe^3＋＋3H₂O、Cu₂O＋2H^＋===Cu＋Cu^2＋＋H₂O、2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋　(4)×100%　(5)①B　D　②Fe(OH)₃�、奂訜嵴舭l(fā)