问题 问答题

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(可不写反应的方程式 )______.

(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bg( 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矶 (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+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH 如下:

物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
开始沉淀pH6.07.51.4
沉淀完全pH13143.7
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:

试剂1为______,试剂2为______(填字母序号);固体x的化学式是______.

答案

(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,

故答案为: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,

故答案为:不合理;Cu能将Fe3+还原为Fe2+

(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+

故答案为:Fe2O3和Cu2O的混合物; Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(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)g
ag
×100%=
9(b-a)
a
×100%,

故答案为:

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

故答案为:B;D;Fe(OH)3

选择题
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