Question

（2010?寶雞三模）三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某化學實驗小組對組成可能為Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物的紅色粉末進行了一系列的實驗．
請回答實驗中有關問題：
實驗一：探究紅色粉末的成分
[查閱資料]①Cu₂O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．
②Cu能與Fe₂（SO₄）₃溶液作用生成CuSO₄和FeSO₄．
[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，在所得溶液中滴加KSCN溶液．
（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）若假設2成立，則實驗現象是

溶液變為藍色，最終溶液中仍有紅色固體

．
（3）若固體粉末完全溶解，滴加KSCN溶液時溶液不變紅色，則此時發生反應的離子方程式為

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

．
[實驗結果]經實驗分析，假設3是正確的．
實驗二：測定Cu₂O的質量分數
（4）取a g該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

9(b-a)

a

×100%

．
實驗三：利用該紅色粉末制取較純凈的膽礬（CuSO₃?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如下表：

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

實驗室可供選擇試劑有：A．氨水  B．H₂O₂  C．NaOH  D．Cu₂（OH）₂CO₃
該實驗小組設計實驗方案如下：

（5）請回答：
①試劑1為

B

（從可供選擇試劑中選擇并填出對應字母編號，②同）；
②試劑2為

D

；
③固體X的化學式為

Fe（OH）₃

；
④操作I為

加熱濃縮，冷卻結晶

．

Answer 1

分析：（1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（2）Cu₂O遇到酸產生Cu；
（3）若固體全部溶解，則一定存在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；
（5）根據表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應將Fe²⁺先轉化為Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質不能增加新的雜質．

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，溶液變為血紅色；
（2）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸產生Cu，Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，溶液變為藍色，最終溶液中仍有紅色固體，
故答案為：溶液變為藍色，最終溶液中仍有紅色固體；
（3）若固體全部溶解，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，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、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=

288g×(b-a)g

32g

=9（b-a）g
混合物中Cu₂O的質量分數為

9(b-a)

a

×100%；
故答案為：

9(b-a)

a

×100%；
（5）根據表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應將Fe²⁺先轉化為Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質不能增加新的雜質，故第一步氧化劑應是H₂O₂，再加入Cu₂（OH）₂CO₃，調節pH，使溶液中的Fe³⁺生成沉淀除去．濾液成分為硫酸銅，經加熱濃縮，冷卻結晶、過濾后可得五水硫酸銅晶體，
故答案為：B；D；Fe（OH）₃；加熱濃縮，冷卻結晶．

點評：本題考查實驗的設計及評價，以及物質的組成及含量的測定，本題難度較大，做題時注意把握題給信息．