Question

某红色固体粉末样品可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。

查阅资料：Cu₂O在酸性溶液中会发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O

探究一：用如图所示装置进行实验，回答下列问题：

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，_____，则说明装置A的气密性良好．

（2）装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是________（填选项）

A．稀硫酸和锌片     B．稀硝酸和铁片   C．氢氧化钠溶液和铝片    D．浓硫酸和镁片

（3）从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①________③（填序号）.

①打开止水夹                       ②熄灭C处的酒精喷灯      ③C处冷却至室温后，关闭止水夹     

④点燃C处的酒精喷灯    ⑤收集氢气并验纯                   ⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气

探究二：

（4）甲同学取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu₂O；乙同学认为观点不正确，其原因是_____________；丙同学另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体．证明样品中一定含有________，其反应的离子方程式为_____；丁同学预设计实验证明另一种物质是否存在，其方案为__________。

（5）取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中Fe²⁺有1.0mol，则样品中n（Cu₂O）=_________mol．

Answer

向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变 AC ⑥⑤④② 生成的铜与铁离子反应 Cu2O Cu2O+6H++2NO3-=2Cu2++2NO2+3H2O 取丙同学反应后的溶液加KSCN溶液，若溶液变红色，则存在；若不变红，则不存在 0.55

【解析】

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则说明装置A的气密性良好；

（2）装置A为固液不加热型，稀硫酸和锌片反应能生成氢气，稀硝酸和铁片反应生成一氧化氮，浓硫酸和镁片反应生成二氧化硫，氢氧化钠溶液和铝片反应生成氢气，故AC项正确；

（3）在实验前应先将装置内空气排尽并验纯，实验结束后应先熄灭酒精灯，保持气体继续通入一段时间后关闭止水夹，所以正确的操作顺序是①⑥⑤④②③，答案：⑥⑤④② ；

（4）根据Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+= Cu2++2Fe2+反应关系可知甲同学观点不正确；产生红棕色气体，即反应生成了NO2，所以样品中含有还原性物质，即含有Cu2O，反应的离子方程式为Cu2O+6H++2NO3-=2Cu2++2NO2+3H2O ；要证明样品中是否含有Fe2O3，则需检验溶液中是否含有Fe3+，滴加KSCN溶液，若溶液变血红色，则样品中含有Fe2O3，反之，样品中不含Fe2O3；

（5）溶液中依次发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、Cu+2Fe3+= Cu2++2Fe2+，反应后，过滤得到m（Cu）=3.2g，滤液中Fe2+有1.0mol，则参与反应的n（Cu）=0.5mol，所以反应中生成Cu的物质的量为+0.5mol=0.55mol，所以样品中n（Cu2O）=n（Cu）=0.55mol。