问题 实验题

三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末,常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下:

查阅资料知: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l:红色粉末是Fc2O3   假设2:红色粉末是Cu2O

假设3:红色粉末是Fc2O3和Cu2O的混合物

设计实验:取少量粉末放人足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。

(1)若假设1成立,则实验现象是__            。

(2)若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色,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?____。筒述你的理由             .

(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN溶液时溶液不变红色,则证明原固体粉末是Fc2O3,和Cu2O的混合物,则其质量比为____,写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式          。探究延伸:经实验分析,确定红色粉末为Fc2O3,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ag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,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(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+、Fe3+、Fe2+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1为___        _,试剂2为           (填字母)。

②固体X的化学式为____,③操作I为_          

答案

(1)固体完全溶解,溶液变为红色;(2)不合理     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,

(3)10:9   Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(4)[9(b−a) ]/a ×100%;(5)①B、D②Fe(OH)3ƒ蒸发浓缩 ,冷却结晶

题目分析:(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;(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;(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+;溶液不变红,且无固体残留,即为恰好完全反应,氧化铁和氧化亚铜的物质的量比值为1:1,质量比:10:9。

(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) ]/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,接下来蒸发浓缩,冷却结晶。

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