Question

2．三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某化學(xué)實驗小組通過實驗探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過程如下：
Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，Cu₂O在空氣中加熱生成Cu O
假設(shè)1：紅色粉末是Cu₂O
假設(shè)2：紅色粉末是 Fe₂O₃
假設(shè)3：紅色粉末是 Fe₂O₃、Cu₂O的混合物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)2成立，則實驗現(xiàn)象是固體全溶，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F(xiàn)e₂O₃．你認(rèn)為這種說法合理嗎？不合理；簡述你的理由當(dāng)原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，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（不需要寫方程式）
（3）若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加 KSCN試劑后溶液不變紅色，則證明原固體粉末是Fe₂O₃ 和 Cu₂O 的混合物，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺．
經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末是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?jǐn)?shù)．取 mg 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n g（n＞m），則混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（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；
（3）銅不溶于稀硫酸，所以銅只能被鐵離子氧化；
（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?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）若假設(shè)1成立，F(xiàn)e₂O₃與稀硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺，固體溶解遇到KSCN溶液呈紅色，
故答案為：固體全溶，溶液變?yōu)檠�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，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）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Fe³⁺溶解產(chǎn)生的Cu，若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，涉及的反應(yīng)有Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃ 和 Cu₂O 的混合物；Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，2Fe³⁺+Cu═2Fe+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
a                       （n-m）g
a=$\frac{288（n-m）g}{32g}$=9（n-m）g，
混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%，
故答案為：$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%．

點評 本題考查實驗的設(shè)計及評價，以及物質(zhì)的組成及含量的測定，題目難度中等，做題時要特別重視題干所給給信息的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．