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或二者的混合物。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

假設1：紅色粉末是Fe2O3

假設2：紅色粉末是Cu2O

假設3：紅色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物

設計探究實驗

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1成立，則實驗現象是_____________________________________________。

（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________，寫出發生反應的離子方程式________________________________。

探究延伸

經實驗分析，確定紅色粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物。

（4）實驗小組欲用加熱法測定Cu2O的質量分數，取a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質量不再變化時，稱其質量為b g(b＞a)，則混合物中Cu2O的質量分數為________。

（5）實驗小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽礬(CuSO4·5H2O)。經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋分別生成沉淀的pH如下：

物質	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

實驗小組設計如下實驗方案：

試回答：

①試劑1為________(填字母，后同)，試劑2為________。

②固體X的化學式為____________________________________________________。

③操作Ⅰ為___________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）溶液變為血紅色

（2）不合理　Cu能將Fe3＋還原為Fe2＋

（3）Fe2O3和Cu2O的混合物

Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋

（4） ×100%

（5）①B　D　②Fe(OH)3　③加熱蒸發

【解析】（1）若假設1成立，則溶液中含有Fe3＋，遇到KSCN溶液顯紅色。（2）如果混合物中含有Cu2O，遇到酸產生Cu，Cu能與Fe3＋反應生成Fe2＋和Cu2＋，故此種說法不正確。（3）若固體全部溶解，則一定存在Fe2O3和Cu2O，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＋溶解產生的Cu。（4）依據題意，能發生反應的物質為Cu2O，最后變成CuO，增加的質量就是反應的氧氣的質量，根據質量差計算可以得出Cu2O的質量分數。（5）根據題給表格可知，Fe(OH)3完全沉淀時，pH最小，故應將Fe2＋先轉化為Fe3＋，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe3＋，但是所加物質不能增加新的雜質，故第一步氧化劑應是H2O2，再加入Cu2(OH)2CO3，調節pH，使溶液中的Fe3＋生成沉淀除去。