Question

(15分)铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中用途非常广泛。

Ⅰ．实验室欲制备0.3 mol Cu (NO₃)₂晶体，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：

甲：Cu Cu(NO₃)₂        

乙：Cu CuO Cu(NO₃)₂

（1）从绿色化学的角度分析，         同学的方案更合理。

（2）乙同学实验时通入O₂的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O₂的速率，宜选择      装置（填字母序号）。

Ⅱ．某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否由Fe₃O₄、CuO组成

探究过程如下：

（1）提出假设：假设1. 黑色粉末是CuO；

假设2. 黑色粉末是Fe₃O₄；

假设3. 黑色粉末是CuO和Fe₃O₄的混合物。

（2）设计探究实验：

取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。

①若假设1成立，则实验现象是溶液显蓝色。

②若假设2或3成立，则实验现象是             。

为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生             的现象，则假设3成立。

有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。

查阅资料：Cu²⁺与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu²⁺＋4NH₃·H₂O＝Cu（NH₃）₄²⁺＋4H₂O。

为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生                           现象；若假设3成立，则产生                        现象。

III．由Fe₃O₄、FeO、CuO、Fe组成的固体混合物，在加热条件下用足量的CO还原，得到金属混合物2.86g，将生成的CO₂气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00g白色沉淀。固体混合物的质量是    。

Answer

Ⅰ （1）乙（2分）（2）B（2分）

Ⅱ（1）②溶液显血红色（2分） 有红色固体析出（2分）

（2）红褐色沉淀，同时溶液呈无色（答出一点给1分，答氢氧化亚铁变氢氧化铁的过程不得分，也不扣分，共2分） 红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色（答出一点给1分，答氢氧化亚铁变氢氧化铁的过程不得分，也不扣分，共2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）铜与浓硝酸直接反应生成硝酸铜、NO2和水，一方面硝酸利用率低，另一方面产生大气污染物，所以从绿色化学的角度分析，乙同学的方案更合理。

（2）A装置中能控制反应速率，但不能观察氧气的生成速率。C装置不能控制反应速率，也不能观察氧气的生成速率，B中分液漏斗控制反应速率，通过浓硫酸中的气泡观察氧气的生成速率，答案选B。

Ⅱ（1）②假设2或3成立，则溶液中会产生铁离子，因此实验现象是溶液显血红色。如果氧化铜，则溶液中含有铜离子，铁与铜离子发生置换反应析出铜，因此如果有红色固体析出的现象，则假设3成立。

（2）若假设2成立，则溶液中产生铁离子，加入氨水会产生红褐色沉淀，同时溶液呈无色；若假设3成立，即溶液中同时含有铁离子和铜离子，则加入足量氨水后产生红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色。

考点：考查物质制备、检验实验方案设计与探究