Question

14．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，設計的操作流程如下：

（1）除酒精燈和鐵架臺（或三腳架）外，①中所需的容器為坩堝；①和⑥中都用到的玻璃儀器為玻璃棒；
（2）已知試劑x為過氧化氫，寫出H₂O₂與溶液B反應的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（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．
現給出以下試劑：1.0mol•L^-1硫酸、1.0mol•L^-1NaOH溶液、0.1mol•L^-1Fe₂（SO₄）₃；溶液、20%KSCN溶液、蒸餾水．請你設計合理實驗驗證該同學的猜測是否合理．簡要說明實驗步驟和現象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）．

Answer 1

分析 廢棄固體主要成分Cu₂S和Fe₂O₃，灼燒廢氣固體發(fā)生反應Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂+2CuO，所以氣體a是SO₂，固體A是CuO和Fe₂O₃，固體A和稀硫酸混合，發(fā)生的反應為CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，所以溶液A中成分為CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，向溶液A中加入過量Fe屑，發(fā)生反應CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu、2Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，所以固體B成分是Fe、Cu，濾液B成分為FeSO₄，固體B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反應生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反應，過濾得到固體粗銅；
向濾液B中加入試劑X得到溶液C，將溶液C濃縮結晶得到硫酸鐵晶體，濾液B中成分是FeSO₄，需要加入氧化劑雙氧水將FeSO₄氧化為硫酸鐵，所以試劑x是H₂O₂；
（1）①固體灼燒用到容器坩堝；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雙氧水氧化亞鐵離子，根據電荷守恒和得失電子守恒書寫；
（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：（1）①灼燒固體應該放在坩堝中，所以除酒精燈和鐵架臺（或三腳架）外，①中所需的容器為坩堝；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； 玻璃棒；
（2）由于加入試劑x雙氧水目的是氧化亞鐵離子，根據電荷守恒和得失電子守恒，反應離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：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．