Question

某铁红涂料中添加有CuO或FeO中的一种，为探究添加物的成分设计如下实验方案。

（1）请写出实验步骤、预期现象，对应的离子方程式。

（限选试剂：铁粉、3mol/LH₂SO₄、0.1mol/L酸性KMnO₄溶液、10%H₂O₂、KSCN溶液）

①_____________

②_____________，_____________

③_____________，_____________

④操作步骤③中反应的离子方程式为_____________。

（2）经分析该铁红涂料中有FeO，为测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学称量11.6g该铁红涂料进行了如下实验。

已知：气体由草酸晶体受热分解得到：H₂C₂O₄·2H₂O CO₂↑+CO↑+3H₂O。且除铁红外所用试剂均过量。

①装置A、B中的试剂依次是_____、______。

②气体通入后，接下来的操作是____，然后对C装置加热。

③实验前后称得D装置增重8.8g，则此铁红中铁的质量分数是___________。

Answer

3mol/LH2SO4 向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振荡 出现红色固体 向另一支试管中加入0.01mol/L酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 氢氧化钠溶液 浓硫酸 用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧 72.41%

【解析】(1)氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁，

实验方案设计为：

实验操作

预期现象和结论

①加入足量的3mol•L-1H2SO4，充分振荡．

样品全部溶解

②取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol•L-1H2SO4，充分振荡．

试管中出现红色固体，说明试样中有CuO

③取少许溶液于试管中，逐滴加入0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液

如果紫红色褪去，发生的离子反应方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O说明试样中有FeO；

故答案为：①3mol/LH2SO4；②向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振荡； 出现红色固体；③向另一支试管中加入0.01mol/L酸性KMnO4溶液；紫红色褪去；④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

(2)①草酸分解生成的气体中含有二氧化碳和一氧化碳，C中发生一氧化碳与铁红的反应生成二氧化碳，D是吸收二氧化碳的装置，通过D装置的质量变化来测定的，因此需要除去加入C中气体中的二氧化碳，并干燥，装置A、B中的试剂依次是氢氧化钠溶液和浓硫酸，故答案为：氢氧化钠溶液；浓硫酸；

②一氧化碳具有可燃性，需要验纯，操作为用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧，一氧化碳纯净后才能对C装置加热，故答案为：用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧；

③实验前后称得D装置增重8.8g，表示生成的二氧化碳为8.8g，物质的量为 =0.2mol，说明样品中含有0.2molO元素，质量为0.2mol×16g/mol=3.2g，则此铁红中铁的质量分数是 ×100%=72.41%，故答案为：72.41%。