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(不需写出反应的方程式 )______.

(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矾 (CuS04.5H20).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:

①试剂I为______,试剂II为______(填字母).

②固体X的化学式为______.

③操作I为______.

答案

(1)若假设1成立,则溶液中含有Fe3+,遇到KSCN溶液呈红色.故答案为:溶液变为血红色;

(2)如果混合物中含有Cu2O,遇到酸产生Cu,Cu能与Fe3+反应,故此种说法不正确.故答案为:不合理;Cu能将Fe3+还原为Fe2+

(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.

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

(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.

设样品中氧化亚铜的质量为m,

2Cu2O+O2═4CuO△m

288g             32g

 m              (b-a)g

 m=

288g×(b-a)g
32g
=9(b-a)g,混合物中Cu2O的质量分数为
9(b-a)
a
×100%
,故答案为:
9(b-a)
a
×100%

(5)根据表格可知,Fe(OH)3完全沉淀时,pH最小,故应将Fe2+先转化为Fe3+,在利用增大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.滤液成分为硫酸铜,经加热蒸发、过滤后可得五水硫酸铜晶体.

故答案为:①B;D;②Fe(OH)3;③加热蒸发.

单项选择题 A1/A2型题
判断题