Question

某實驗小組用工業(yè)上廢棄固體（主要成分Cu₂S和Fe₂O₃）混合物制取粗銅和Fe₂（SO₄）₃晶體，設計的操作流程如圖：

（1）除酒精燈和鐵架臺或三腳架外，①中所需的容器和夾持儀器分別為

 

，①和⑥中都用到的儀器為

 

；
（2）試劑x的化學式為

 

；x與溶液B反應的離子方程式為

 

；
（3）某同學取少量的溶液B向其中加入過量的某種強氧化劑，再滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色，放置一段時間后，溶液褪色，該同學猜測溶液褪色的原因是溶液中的SCN^- 被過量的氧化劑氧化所致，現(xiàn)給出以下試劑：1.0mol?L^-1硫酸、1.0mol?L^-1 NaOH溶液、0.1mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃溶液、20%KSCN溶液、蒸餾水．請你設計合理實驗驗證乙同學的猜測是否合理．簡要說明實驗步驟和現(xiàn)象

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：廢棄固體煅燒Cu₂S與氧氣反應生成氧化銅，則固體A為氧化銅和氧化鐵的混合物，稀硫酸溶解生成二價銅和三價鐵離子，再加過量的鐵將三價鐵還原成二價鐵，二價銅還原成銅單質，過濾得固體B為銅和鐵的混合物，溶液B則為二價鐵溶液，加入試劑x氧化亞鐵離子得溶液C含三價鐵離子，進一步提純得到硫酸鐵晶體，以此分析；
（1）①固體灼燒用到容器坩堝和夾持儀器坩堝鉗；①灼燒操作和⑥溶液濃縮析出硫酸鐵晶體中都用到的玻璃棒；
（2 ）加入試劑x氧化亞鐵離子，使用試劑不能引進新的雜質，所以選用雙氧水做氧化劑，反應方程式：H₂O₂ 2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）通過重新滴加硫氰化鉀溶液，證明該同學的假設是否合理．

解答： 解：廢棄固體煅燒Cu₂S與氧氣反應生成氧化銅，則固體A為氧化銅和氧化鐵的混合物，稀硫酸溶解生成二價銅和三價鐵離子，再加過量的鐵將三價鐵還原成二價鐵，二價銅還原成銅單質，過濾得固體B為銅和鐵的混合物，溶液B則為二價鐵溶液，加入試劑x氧化亞鐵離子得溶液C含三價鐵離子，進一步提純得到硫酸鐵晶體；
（1）①灼燒固體應該放在坩堝中，坩堝用坩堝鉗夾持；①灼燒操作和⑥溶液濃縮析出硫酸鐵晶體都用到玻璃棒，
故答案為：坩堝，坩堝鉗； 玻璃棒；
（2）由于加入試劑x目的是氧化亞鐵離子，使用試劑不能引進新的雜質，所以選用雙氧水做氧化劑，反應方程式：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：H₂O₂；2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）重新加入硫氰化鉀溶液，若是溶液變紅，說明該同學猜測合理，否則不合理，方法為：取少量褪色后的溶液于試管中，逐滴加入過量的20%KSCN溶液，如溶液變紅色，說明乙同學的猜測是合理的，如不變紅色，說明猜測不合理，
故答案為：取少量褪色后的溶液于試管中，逐滴加入過量的20%KSCN溶液，如溶液變紅色，說明乙同學的猜測是合理的，如不變紅色，說明猜測不合理（或滴加過量的0.1 mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃溶液，如溶液不變紅色，說明合理，若變紅色，說明猜測不合理）．

點評：本題借助氯化鐵固體的制取，考查了實驗操作中儀器名稱、試劑選擇、硫酸鐵溶液配制、檢驗方案的試劑、離子方程式書寫等知識，題目綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力，本題難度中等．