Question

7．三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過程如下：
查閱資料：Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，Cu₂O在空氣中加熱生成CuO
提出假設
假設1：紅色粉末是Fe₂O₃
假設2：紅色粉末是Cu₂O
假設3：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物
設計探究實驗
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 試劑．
（1）若假設1成立，則實驗現象是固體完全溶解，溶液呈血紅色．
（2）若滴加 KSCN 試劑后溶液不變紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵．你認為這種說法合理嗎？不合理；當原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀H₂SO₄后產生的Fe³⁺與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也可能不變紅色．
（3）若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色，則證明原固體粉末是Fe₂O₃和Cu₂O，寫出發生反應的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
探究延伸
經實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）實驗小組欲用加熱法測定Cu₂O的質量分數．取a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質量不再變化時，稱其質量為bg（b＞a），則混合物中Cu₂O的質量分數為$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．
（5）欲利用紅色粉末Fe₂O₃和Cu₂O的混合物制取較純凈的膽礬　（CuSO₄.5H₂O）經查閱資料得知，在溶液中調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實驗室有下列試劑可供選擇：
A．氯水　B．H₂O₂　 C．硝酸　D．NaOH　　E．氨水　F．Cu₂（OH）₂CO₃
實驗小組設計如下實驗方案：

試回答：①試劑I為B，試劑II為F（填字母）．
②固體X的化學式為Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）依據假設1為氧化鐵，和實驗工廠分析，固體溶解后生成硫酸鐵，遇到硫氰酸鉀會發生反應生成血紅色溶液；
（2）滴加KSCN試劑后液不變紅色，說明溶液中無鐵離子，可能是氧化亞銅在酸中發生氧化還原反應生成氧化銅和銅，生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子，使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色；
（3）固體完全溶解，無固體存在，說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應生成的銅會和鐵離子全部反應；
（4）依據題意，能發生反應的物質為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質量就是反應的氧氣的質量，根據質量差計算可以得出Cu₂O的質量分數；
（5）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應生成的銅會還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調節溶液PH使鐵離子全部沉淀；
②X推斷為氫氧化鐵沉淀；
③操作1是溶液中得到溶質結晶水合物；是通過蒸發濃縮冷卻結晶，過濾洗滌干燥得到晶體；

解答 解：（1）取少量粉末放入足量稀硫酸中．在所得溶液中再滴加KSCN試劑，若假設1成立，紅色粉末是Fe₂O₃，則實驗現象是固體完全溶解，溶液呈血紅色；
故答案為：固體完全溶解，溶液呈血紅色；
（2）滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，說明溶液中無鐵離子，可能是氧化亞銅在酸中發生氧化還原反應生成氧化銅和銅，生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子，使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色，所以滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，不能說明原混合物不含氧化鐵；
故答案為：不合理；當原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀H₂SO₄后產生的Fe³⁺與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也可能不變紅色；
（3）固體完全溶解，無固體存在，說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應生成的銅會和鐵離子全部反應，反應的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O；Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）依據題意，能發生反應的物質為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質量就是反應的氧氣的質量，根據質量差計算可以得出Cu₂O的質量分數．
設樣品中氧化亞銅的質量為m，
2Cu₂O+O₂═4CuO△m
288g             32g
 m              （b-a）g
 m=$\frac{288×（\\;b-a）g}{32g}$=9（b-a）g，
混合物中Cu₂O的質量分數為$\frac{9（b-a）}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．
（5）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應生成的銅會還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調節溶液PH使鐵離子全部沉淀，為不引入雜質需要加入氧化銅或堿式碳酸銅調節溶液PH，ACDE會引入新的雜質；
故答案為：B；F；
②流程分析判斷固體X為氫氧化鐵沉淀；
故答案為：Fe（OH）₃；

點評 本題考查了實驗探究物質組成和性質的實驗分析，物質的性質和轉化關系，掌握基礎，細心審題是解題關鍵，題目難度中等．