Question

【題目】某紅色固體粉末樣品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一種或兩種，某校化學自主探究實驗小組擬對其組成進行探究。查閱資料：Cu2O在酸性溶液中會發生反應：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。

實驗探究一：學生甲利用如圖所示裝置進行實驗，稱量反應前后裝置C中樣品的質量，以確定樣品的組成。回答下列問題：

（1）儀器組裝完成后，夾好止水夾，__________________________________，則說明裝置A的氣密性良好。

（2）下列實驗步驟中，正確的操作順序是____________(填序號)。

①打開止水夾；②熄滅C處的酒精噴燈；③C處冷卻至室溫后，關閉止水夾；④點燃C處的酒精噴燈；⑤收集氫氣并驗純

實驗探究二：

（3）學生乙取少量樣品于燒杯中，加入過量稀硫酸，并作出如下假設和判斷，結論正確的是 ______。

A．若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2O

B．若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3

C．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O

D．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液變紅色，說明樣品一定含有Fe2O3

另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色氣體，證明樣品中一定含有________，寫出產生上述氣體的化學方程式：____________________。

實驗探究三：

（4）學生丙取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，反應后經過濾得到固體6.400g，測得濾液中Fe2＋有2.000mol，則樣品中n(Cu2O)＝________________________mol。

Answer 1

【答案】向裝置A中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，過一段時間若液柱高度保持不變 ①⑤④②③CDCu2OCu2O＋6HNO3(濃) ===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O1.100

【解析】

根據圖象知，A裝置實驗目的是制取還原性氣體，用的是簡易啟普發生器制取氣體，可以用稀硫酸和Zn制取氫氣；B裝置作用是干燥氣體，C裝置用氫氣還原紅色物質，用酒精燈點燃未反應的氫氣。

（1）利用壓強差檢驗裝置氣密性，其檢驗方法為：向裝置A中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液注，若液柱高度保持不變，則該裝置氣密性良好；

（2）氫氣混有空氣加熱發生爆炸，所以開始先通氫氣，打開止水夾生成氫氣，通過后續裝置充滿氫氣，目的是排出裝置中的空氣，檢驗最后U型管出來的氣體氫氣純度，氣體純凈后再點燃C處的酒精噴燈，反應完成后先撤酒精燈，玻璃管冷卻再停氫氣，操作位熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關閉止水夾，防止生成的銅被空氣中氧氣氧化，所以其排列順序是①⑤④②③；

（3）A、固體全部溶解，若固體是Fe2O3和Cu2O的混合物，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu恰好能將Fe3+還原為Fe2+，故A錯誤；B、固體若是Fe2O3和Cu2O的混合物，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe3+還原為Fe2+，剩余銅，故B錯誤；C、若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，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，反應的有關離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+．說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O，故C正確；D、若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液變紅色，說明溶液中含有三價鐵離子，說明樣品一定含有Fe2O3，故D正確；故選CD；另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色的氣體，氧化亞銅的氧化性大于硫離子，證明樣品中一定含有Cu2O，氧化亞銅和濃硝酸反應生成硝酸銅，二氧化氮和水，反應的化學方程式為：Cu2O+6HNO3（濃）=2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O；

（4）2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O，固體為銅，鐵離子全部反應生成亞鐵離子，生成2.0molFe2+，消耗Cu 1mol，剩余Cu物質的量，原樣品中Cu2O物質的量=0.1mol+1mol=1.100mol。

本題考查了物質組成的分析判斷，實驗過程分析應用，主要是氧化還原反應發生的條件，產物判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．