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
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

沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色

．
（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．你認為這種說法合理嗎？

不合理

，簡述你的理由（不需寫出反應的方程式 ）

Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺

（3）若固體粉末完全溶解，向所得溶液中滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色，則證明原固體粉末是

Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

，寫出實驗過程中發生的氧化還原反應的離子方程式

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

探究延伸：若經實驗分析，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bg（b＞a），則混合物中Cu₂O的質量分數為

9(b-a)

a

×100%

．
（5）某鋁土礦樣品經測定是由Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、SiO₂等氧化物組成，取樣品適量放入燒杯中，加入稀硫酸將其溶解，過濾，取濾液少量于試管中，若證明濾液中含有+2價的鐵，選用的試劑和現象為

向濾液加入幾滴高錳酸鉀溶液，紫紅色若能褪去，則說明礦樣中含有+2價的鐵；反之則沒有

．

Answer 1

分析：（1）Fe₂O₃與硫酸反應生成硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液紅色；
（2）紅色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，滴加KSCN試劑后溶液可能不變紅色；
（3）若固體全部溶解，所得溶液中滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色，則一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中發生反應生成硫酸鐵、硫酸銅、銅，有Cu生成，固體恰好完全溶解，向溶液中滴加KSCN，溶液不變紅色，則生成Cu能與Fe³⁺恰好完全反應Fe²⁺．
（4）加熱方式反應2Cu₂O+O₂=4CuO，固體質量增重，根據固體增重利用差量法計算Cu₂O的質量，再利用質量分數等于計算；
（5）若濾液中含有+2價的鐵，亞鐵離子具有還原性，可以向濾液加入幾滴高錳酸鉀溶液，紫紅色若能褪去，則說明礦樣中含有+2價的鐵；反之則沒有．

解答：解：（1）若紅色粉末是Fe₂O₃，Fe₂O₃與硫酸反應生成硫酸鐵，沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色．
故答案為：沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色；
（2）紅色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，滴加KSCN試劑后溶液可能不變紅色，所以說法不合理．
故答案為：不合理；Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（3）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，反應的有關離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物； Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（4）Cu₂O～～～2CuO  質量增重△w  
    144 g                 16 g  
  m（Cu₂O）                （b-a） g  
所以m（Cu₂O）=

144g×(b-a)g

16g

=9（b-a）g，
故混合物中Cu₂O的質量分數為

9(b-a)g

ag

×100%=

9(b-a)

a

×100%．
故答案為：

9(b-a)

a

×100%．
（5）若濾液中含有+2價的鐵，亞鐵離子具有還原性，可以向濾液加入幾滴高錳酸鉀溶液，紫紅色若能褪去，則說明礦樣中含有+2價的鐵；反之則沒有．
故答案為：向濾液加入幾滴高錳酸鉀溶液，紫紅色若能褪去，則說明礦樣中含有+2價的鐵；反之則沒有．

點評：本題考查實驗的設計及評價，以及物質的組成的測定，難度較大，注意把握題給信息，是對所需知識的綜合考查，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析能力．