Question

7．三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，Cu₂O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？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無固體存在，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，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
探究延伸
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）欲利用紅色粉末Fe₂O₃和Cu₂O的混合物制取較純凈的膽礬　（CuSO₄.5H₂O）經(jīng)查閱資料得知，在溶液中調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH

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(shí)驗(yàn)室有下列試劑可供選擇：
A．氯水　B．H₂O₂　 C．硝酸　D．NaOH　　E．氨水　F．Cu₂（OH）₂CO₃
實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：

試回答：①試劑I為B，試劑II為F（填字母）．
②固體X的化學(xué)式為Fe（OH）₃．

Answer 1

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）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應(yīng)生成的銅會(huì)還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀；
②X推斷為氫氧化鐵沉淀；
③操作1是溶液中得到溶質(zhì)結(jié)晶水合物；是通過蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過濾洗滌干燥得到晶體；

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）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應(yīng)生成的銅會(huì)還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，為不引入雜質(zhì)需要加入氧化銅或堿式碳酸銅調(diào)節(jié)溶液PH，ACDE會(huì)引入新的雜質(zhì)；
故答案為：B；F；
②流程分析判斷固體X為氫氧化鐵沉淀；
故答案為：Fe（OH）₃；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)組成和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析，物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，掌握基礎(chǔ)，細(xì)心審題是解題關(guān)鍵，題目難度中等．