Question

裝修材料中常用作紅色顏料的有三氧化二鐵和氧化亞銅．某學生想通過實驗探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．其探究過程如下：
查閱資料：Cu₂O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：

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

沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色

．
（2）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的混合物

．
（3）另一同學欲用加熱法確定粉末的組成．取72g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80g，則原固體粉末是

Cu₂O

．
結論：經實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）實驗小組欲利用該紅色粉末制取純凈的膽礬（CuSO₄?5H₂O）．經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

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、NaOH    D、CuO，實驗小組設計如右實驗方案：
①試劑1為

B

，試劑2為

D

（選填字母A、B、C、D）．
②固體x的化學式為

Fe（OH）₃

．

Answer 1

分析：學生想通過實驗探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根據假設1、2，可知假設為紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）Fe₂O₃與硫酸反應生成硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液紅色；
（2）若固體全部溶解，所得溶液中滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色，說明沒有鐵離子，只有氧化鐵，溶液顯紅色，只有氧化亞銅，會有不溶物，則一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中發生反應生成硫酸鐵、硫酸銅、銅，有Cu生成，固體恰好完全溶解，向溶液中滴加KSCN，溶液不變紅色，則生成Cu能與Fe³⁺恰好完全反應Fe²⁺；
（3）加熱方式反應2Cu₂O+O₂=4CuO，固體質量增重，根據固體增重利用差量法計算Cu₂O的質量，據此判斷；
（5）紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工藝流程可知，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入試劑1目的是Fe²⁺將為Fe³⁺，且不能引入新雜質；加入試劑2目的是調節溶液的PH值使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀除去，過濾得到硫酸銅溶液，注意不能引入新雜質．

解答：解：學生想通過實驗探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根據假設1、2，可知假設為紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案為：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）若紅色粉末是Fe₂O₃，Fe₂O₃與硫酸反應生成硫酸鐵，沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色，
故答案為：沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色；
（2）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，則一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（3）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，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物； 
（4）Cu₂O～～～2CuO  質量增重△w  
    144 g                16 g  
  m（Cu₂O）              80g-72g=8 g  
所以m（Cu₂O）=

144g×8g

16g

=72g，
氧化亞銅質量等于固體質量，則原固體粉末是Cu₂O，
故答案為：Cu₂O；
（5）紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工藝流程可知，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入試劑1目的是Fe²⁺將為Fe³⁺，氯氣會引入氯離子，故試劑1應選擇B．H₂O₂；
加入試劑2目的是調節溶液的PH值使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀除去，過濾得到硫酸銅溶液，氫氧化鈉會引入鈉離子，故試劑2應選擇CuO，得到的沉淀x為Fe（OH）₃，
故答案為：B；D；Fe（OH）₃．

點評：本題考查實驗的設計及評價，以及物質的組成的測定，難度較大，注意把握題給信息，是對所需知識的綜合考查，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析能力．