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可能是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過程如下：
【查資料】Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，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3：兩者混合物．
【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，簡述你的理由（不需寫出反應的方程式）當原粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀硫酸后產生的Fe³⁺全部與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也不變紅色．
（3）若粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變紅色，則原固體粉末是Fe₂O₃和Cu₂O．
【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b g（b＞a），則混合物中Cu₂O的質量分數為$\frac{9（b-a）}{a}×100%$．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（2）Cu₂O遇到酸產生Cu，Cu能與Fe³⁺反應；
（3）若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，根據物質的相關性質書寫反應的有關離子方程式
（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．

解答 解：（1）若假設1成立，則溶液中含有Fe³⁺，遇到KSCN溶液呈紅色，故答案為：固體完全溶解，溶液呈血紅色；
（2）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸產生Cu，Cu能與Fe³⁺反應：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，則加入KSCN溶液也不變色，故此種說法不正確，
故答案為：不合理；當原粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀硫酸后產生的Fe³⁺全部與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也不變紅色；
（3）固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，因為Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必須有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解產生的Cu，涉及反應的有關離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O； 
（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：$\frac{9（b-a）}{a}×100%$．

點評 本題考查實驗的設計及評價，以及物質的組成的測定，并涉及運用差量法進行計算，本題難度較大，做題時注意把握題給信息．