Question

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者的混合物。探究过程如下：

查阅资料：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1：红色粉末是Fe₂O₃

假设2：红色粉末是Cu₂O

假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

设计探究实验

取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。

（1）若假设1成立，则实验现象是_____________________________________________。

（2）若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，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？________。简述你的理由(不需写出反应方程式)____________

________________________________________________________________________。

（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是________，写出发生反应的离子方程式________________________________。

探究延伸

经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃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a g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b g(b＞a)，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Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋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________(填字母，后同)，试剂2为________。

②固体X的化学式为____________________________________________________。

③操作Ⅰ为___________________________________________________________。

Answer

（1）溶液变为血红色

（2）不合理 Cu能将Fe3＋还原为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加热蒸发

【解析】（1）若假设1成立，则溶液中含有Fe3＋，遇到KSCN溶液显红色。（2）如果混合物中含有Cu2O，遇到酸产生Cu，Cu能与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，故此种说法不正确。（3）若固体全部溶解，则一定存在Fe2O3和Cu2O，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。（4）依据题意，能发生反应的物质为Cu2O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu2O的质量分数。（5）根据题给表格可知，Fe(OH)3完全沉淀时，pH最小，故应将Fe2＋先转化为Fe3＋，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe3＋，但是所加物质不能增加新的杂质，故第一步氧化剂应是H2O2，再加入Cu2(OH)2CO3，调节pH，使溶液中的Fe3＋生成沉淀除去。