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]取少量粉末放入量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN試劑．     
（1）若假設(shè)l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（不需寫出反應的方程式）

 

．
（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

 

．     
【探究延伸】
實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．實驗小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽磯（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Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下表：

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)計如圖實驗方案：

試回答：
（1）試劑Ⅰ為

 

，試劑Ⅱ為

 

（填字母）．
（2）加入試劑的目的是將溶液的PH調(diào)節(jié)到

 

即可除去鐵質(zhì)．
（3）在25℃下，假設(shè)pH=4.0時，F(xiàn)e³⁺恰好完全沉淀，請計算此時溶液中Fe³⁺的濃度為

 

．（K_sp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：[設(shè)計探究實驗]（1）依據(jù)假設(shè)1為氧化鐵，和實驗工廠分析，固體溶解后生成硫酸鐵，遇到硫氰酸鉀會發(fā)生反應生成血紅色溶液；
（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；反應生成的銅會和鐵離子全部反應；
【探究延伸】
（1）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應生成的銅會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；
（2）加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀分析；
（3）依據(jù)溶度積常數(shù)計算鐵離子的濃度；

解答： 解：[設(shè)計探究實驗]（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，則實驗現(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；當原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀硫酸后產(chǎn)生的Fe³⁺全部與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也變紅色；
（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；反應生成的銅會和鐵離子全部反應，反應的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O；
【探究延伸】
（1）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應生成的銅會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，AC會引入新的雜質(zhì)；
故答案為：B；D；
（2）加入試劑的目的是將溶液的PH調(diào)節(jié)到3.7-6.0使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，過濾得到硫酸銅溶液；
故答案為：3.7-6.0；
（3）在25℃下，假設(shè)pH=4.0時，c（H+）=10^-4mol/L，c（OH-）=

10-14

10-4

=10^-10mol/L，F(xiàn)e³⁺恰好完全沉淀，計算此時溶液中Fe³⁺的濃度：
K_sp[Fe（OH）₃]=c³（OH^-）c（Fe³⁺）=2.6×10^-39
c（Fe³⁺）=

2.6×10-39

(10-10)3

=2.6×10^-9mol/L；
故答案為：2.6×10^-9mol/L；

點評：本題考查了實驗探究物質(zhì)組成和性質(zhì)的實驗分析，物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，掌握基礎(chǔ)，細心審題是解題關(guān)鍵，題目難度中等．