Question

（2011?清城區一模）已知：Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某化學興趣小組通過實驗來探究某紅色粉末是Fe₂O₃或Cu₂O或兩者的混合物．（實驗所需試劑只能從下列中選擇：稀硫酸、KSCN溶液、稀硝酸、雙氧水、鐵粉、堿式碳酸銅）
探究方案：將紅色粉末溶于足量的稀硫酸中；實驗現象：反應后有紅色固體存在；
（1）結論：紅色粉末是

Cu₂O或Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

．
（2）如果紅色粉末是Cu₂O和少量Fe₂O₃的混合物，請設計實驗證明之．
實驗操作：

取少許紅色粉末溶于足量稀硫酸中，充分溶解后滴加KSCN溶液，再滴加雙氧水

實驗現象：

有紅色固體生成，加KSCN溶液不顯紅色，再加雙氧水后顯紅色

（3）興趣小組欲利用Fe₂O₃和Cu₂O的混合物制取較純凈的膽礬（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
開始沉淀的pH	6.4	9.7	1.9
沉淀完全的pH	9.6	12.7	3.7

實驗小組設計如下實驗方案：

試回答：
①試劑1為

雙氧水

，試劑2為

堿式碳酸銅

（填名稱）；
加入試劑1后發生反應的離子方程式為

Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O

，

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O

．
②固體X的化學式為

Fe（OH）₃

；
③操作1為

蒸發濃縮、冷卻結晶

．

Answer 1

分析：（1）將紅色粉末溶于足量的稀硫酸中；實驗現象：反應后有紅色固體存在，三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，紅色粉末可能是Cu₂O或Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（2）若固體粉末完全溶解，滴加KSCN溶液時溶液不變紅色，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O；
（3）根據表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應將Fe²⁺先轉化為Fe³⁺，在利用增大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．

解答：解：（1）將紅色粉末溶于足量的稀硫酸中；實驗現象：反應后有紅色固體存在，三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，紅色粉末可能是Cu₂O或Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案為：Cu₂O或Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（2）如果紅色粉末是Cu₂O和少量Fe₂O₃的混合物，取少許紅色粉末溶于足量稀硫酸中，充分溶解后滴加KSCN溶液，再滴加雙氧水；有紅色固體生成，加KSCN溶液不顯紅色，再加雙氧水后顯紅色，
故答案為：取少許紅色粉末溶于足量稀硫酸中，充分溶解后滴加KSCN溶液，再滴加雙氧水；有紅色固體生成，加KSCN溶液不顯紅色，再加雙氧水后顯紅色；
（3）根據表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應將Fe²⁺先轉化為Fe³⁺，在利用增大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．濾液成分為硫酸銅，經加熱濃縮，冷卻結晶、過濾后可得五水硫酸銅晶體，
①試劑1為過氧化氫，試劑2為堿式碳酸銅；加入試劑1后發生反應為過氧化氫氧化銅生成銅離子，氧化亞鐵離子反應生成鐵離子，反應的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：雙氧水；堿式碳酸銅；Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
②調節pH，使溶液中的Fe³⁺生成氫氧化鐵沉淀除去，故答案為：Fe（OH）₃；
③濾液成分為硫酸銅，經加熱濃縮，冷卻結晶、過濾后可得五水硫酸銅晶體，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶．

點評：本題考查實驗的設計及評價，以及物質的組成及含量的測定，本題難度較大，做題時注意把握題給信息．