Question

5．（1）將混有少量氧化銅的鐵粉放入燒杯中，加入過量的鹽酸使其充分反應(yīng)．反應(yīng)停止后，燒杯中還有少量的固體物質(zhì)存在，請推斷，該固體物質(zhì)中一定有銅；
（2）如果要將混有少量鐵粉的氧化銅互相分離，請說出一種簡單的方法利用磁鐵將鐵粉吸附分離．
（3）已知硫酸溶液中存在H⁺、SO₄^2-和H₂O，為了證明能使石蕊試液變紅的是硫酸溶液中的H⁺，某同學(xué)設(shè)計如圖所示實驗，其中能證明使石蕊試液變紅的是硫酸溶液中的H⁺的實驗組合是②③④．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬的活動性鐵＞氫＞銅，混有少量氧化銅的鐵粉加入過量稀硫酸充分反應(yīng)，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，而鐵與硫酸及生成的硫酸銅都能發(fā)生反應(yīng)，與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣、與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，置換出的銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)．根據(jù)以上分析，可對燒杯中的固體物質(zhì)及溶液中溶質(zhì)做出判斷．
（2）根據(jù)鐵能被磁鐵吸引分析回答；
（3）題目的要求是證明能使石蕊試液變紅色的是H⁺．而要證明這個結(jié)論，就要把硫酸中其余的粒子使石蕊變色的可能性排除．題目又說已知硫酸中含有H₂O、H⁺、SO₄^2-，所以就要分別排除H₂O和SO₄^2-的作用．

解答 解：（1）由于氧化銅、鐵粉都能與稀硫酸反應(yīng)而稀硫酸過量，燒杯中少量固體物質(zhì)一定不可能是鐵或氧化銅；由于鐵能置換出氧化銅與硫酸反應(yīng)生成的硫酸銅中的銅，而置換出的銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，則少量固體物質(zhì)應(yīng)為銅，稀硫酸過量，鐵粉一定被完全反應(yīng)，沒有剩余；
（2）由于鐵能被磁鐵吸引，所以，如果要將混有少量鐵粉的氧化銅互相分離，可利用磁鐵將鐵粉吸附分離；
（3）由圖示可知，實驗②不變色，說明水分子不能使石蕊變紅；實驗③不變色，說明硫酸根離子和水分子不能使石蕊變色；實驗④變紅，則能使石蕊試液變紅色的是H⁺．所以能證明使石蕊試液變紅的是硫酸溶液中的H⁺的實驗組合是②③④．
故答案為：（1）銅；（2）用磁鐵將鐵粉吸附分離；（3）②③④．

點評 本題考查了實驗驗證的實驗方案設(shè)計和性質(zhì)驗證，題目難度較大．