Question

三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末，常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc₂O₃、Cu₂O或二者的混合物。探究过程如下：

查阅资料知：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO。

提出假设：假设l：红色粉末是Fc₂O₃    假设2：红色粉末是Cu₂O

假设3：红色粉末是Fc₂O₃和Cu₂O的混合物

设计实验：取少量粉末放人足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN溶液。

（1）若假设1成立，则实验现象是__             。

（2）若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？____。筒述你的理由              .

（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN溶液时溶液不变红色，则证明原固体粉末是Fc₂O₃，和Cu₂O的混合物，则其质量比为____，写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式           。探究延伸：经实验分析，确定红色粉末为Fc₂O₃，和Cu₂O的混合物。

（4）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数。取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg，则混合物中Cu₂O的质量分数为          。

（5）实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾（CuSO₄·5H₂O）。经查阅资料得知在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺分别生成沉淀的pH如下：

物  质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

实验室有下列试剂可供选择： A．氯水 B．H₂O₂  C．NaOH          D．Cu₂（OH）₂CO₃

实验小组设计如下实验方案：

试回答：①试剂1为___         _，试剂2为            （填字母）。

②固体X的化学式为____，③操作I为_           。

Answer

（1）固体完全溶解，溶液变为红色；（2）不合理      红色粉末若是Fe2O3和Cu2O的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe3+还原为Fe2+，滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色，

（3）10:9   Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（4）[9(b−a) ]/a ×100%；（5）①B、D②Fe（OH）3ƒ 蒸发浓缩 ，冷却结晶

【解析】

试题分析：（1）若红色粉末是Fe2O3，Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁，没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色；（2）红色粉末若是Fe2O3和Cu2O的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe3+还原为Fe2+，滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色，所以说法不合理；（3）因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4，而H2SO4不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe2O3存在，使其生成的Fe3+溶解产生的Cu，反应的有关离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；溶液不变红，且无固体残留，即为恰好完全反应，氧化铁和氧化亚铜的物质的量比值为1:1，质量比：10:9。

（4）Cu2O～～～2CuO  质量增重△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的质量分数为[9(b−a) ]/a ×100%；

（5）红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe3+还原为Fe2+，所得的溶液含有Fe2+，加入试剂1目的是Fe2+将为Fe3+，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H2O2；加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择Cu2（OH）2CO3，得到的沉淀x为Fe（OH）3，接下来蒸发浓缩，冷却结晶。

考点：本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成的测定，难度较大，注意把握题给信息，是对所需知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析能力．