Question

17．三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(xué)實(shí)驗(yàn)小組通 過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究紅色粉末是 Fe₂O₃、Cu₂O 或二者混合物．探究過(guò)程如下：
查閱資料：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(shè)：假設(shè)1：紅色粉末是Fe₂O₃
假設(shè)2：紅色粉末是Cu₂O 
假設(shè)3：紅色粉末是 Fe₂O₃ 和Cu₂O的混合物 設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，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）①若假設(shè)1成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是固體全溶，溶液變?yōu)檠�紅色；
②若固體粉末完全溶解無(wú)固體存在，滴加KSCN試劑時(shí)溶液不變紅色，則證明原固體粉末是Fe₂O₃和Cu₂O；
③在做FeCl₃溶液和KSCN溶液的對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)錯(cuò)加試劑出現(xiàn)了下列現(xiàn)象，先往FeCl₃溶液中加入一些 NaF 溶液，再滴加KSCN溶液，未呈紅色，若再加入足夠量 FeCl₃ 溶液，又會(huì)呈現(xiàn)紅色．對(duì)這一現(xiàn)象有三種解釋：
（a）F^-能還原 Fe³⁺，使之轉(zhuǎn)化為 Fe²⁺（b）F^-能與 Fe³⁺結(jié)合成難電離的物質(zhì)
（c）F^-能與 SCN^-反應(yīng)，消耗了加入溶液中的 SCN^-
對(duì)以上三種解釋，你認(rèn)為正確的是b．
（2）若假設(shè)3成立，甲乙兩同學(xué)為測(cè)得紅色物質(zhì)的各成分的含量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：甲同學(xué)：

①操作a的名稱為過(guò)濾；②試劑C為稀硫酸或稀鹽酸；
乙同學(xué)：將mg紅色粉末在空氣中充分加熱完全反應(yīng)后，稱量所得固體質(zhì)量為wg，則紅色粉末中Cu₂O的質(zhì)量為9（w-m）g．

Answer 1

分析 依據(jù)假設(shè)的物質(zhì)組成是 Fe₂O₃、Cu₂O 或二者混合物可知，假設(shè)2為紅色粉末是Cu₂O；
（1）①Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
②固體完全溶解，無(wú)固體存在，說(shuō)明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應(yīng)生成的銅會(huì)和鐵離子全部反應(yīng)；
③氟的非金屬性很強(qiáng)，所以F^-不能還原 Fe³⁺，F(xiàn)^-能與 Fe³⁺結(jié)合成難電離的配合物，如果F^-能與 SCN^-反應(yīng)，消耗了加入溶液中的 SCN^-，則再加入足夠量 FeCl₃ 溶液，不會(huì)呈現(xiàn)紅色，據(jù)此分析；
（2）樣品中加入足量硫酸及鐵粉，得到硫酸亞鐵溶液及鐵、銅的混合物，經(jīng)過(guò)濾得固體B為鐵、銅的混合物，和濾液為硫酸亞鐵溶液，鐵、銅的混合物中加入足量的稀硫酸或稀鹽酸，使混合物中鐵溶解，得到銅固體為紅色粉末，據(jù)此答題；
乙同學(xué)：紅色粉末中氧化鐵在空氣中加熱質(zhì)量不變，氧化亞銅在空氣中加熱發(fā)生反應(yīng)2Cu₂O+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO，根據(jù)反應(yīng)可計(jì)算出紅色粉末中Cu₂O的質(zhì)量．

解答 解：依據(jù)假設(shè)的物質(zhì)組成是 Fe₂O₃、Cu₂O 或二者混合物可知，假設(shè)2為紅色粉末是Cu₂O，
故答案為：紅色粉末是Cu₂O；
（1）①若假設(shè)1成立，F(xiàn)e₂O₃與稀硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺，固體溶解遇到KSCN溶液呈紅色，
故答案為：固體全溶，溶液變?yōu)檠�紅色；
②固體完全溶解，無(wú)固體存在，說(shuō)明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應(yīng)生成的銅會(huì)和鐵離子全部反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O；
③氟的非金屬性很強(qiáng)，所以F^-不能還原 Fe³⁺，F(xiàn)^-能與 Fe³⁺結(jié)合成難電離的配合物，如果F^-能與 SCN^-反應(yīng)，消耗了加入溶液中的 SCN^-，則再加入足夠量 FeCl₃ 溶液，不會(huì)呈現(xiàn)紅色，所以正確的解釋是F^-能與 Fe³⁺結(jié)合成難電離的物質(zhì)，
故選b；
（2）樣品中加入足量硫酸及鐵粉，得到硫酸亞鐵溶液及鐵、銅的混合物，經(jīng)過(guò)濾得固體B為鐵、銅的混合物，和濾液為硫酸亞鐵溶液，鐵、銅的混合物中加入足量的稀硫酸或稀鹽酸，使混合物中鐵溶解，得到銅固體為紅色粉末，
①根據(jù)上面的分析，操作a的名稱為過(guò)濾，
故答案為：過(guò)濾；
②根據(jù)上面的分析，試劑c為稀硫酸或稀鹽酸，
故答案為：稀硫酸或稀鹽酸；
乙同學(xué)：紅色粉末中氧化鐵在空氣中加熱質(zhì)量不變，設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x，
根據(jù)反應(yīng)2Cu₂O+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO
       288        320
        m-x       w-x
所以有$\frac{288}{m-x}$=$\frac{320}{w-x}$，x=10m-9w，則紅色粉末中Cu₂O的質(zhì)量為9（w-m）g，
故答案為：9（w-m）g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)，以及物質(zhì)的組成及含量的測(cè)定，本題難度中等，做題時(shí)要特別重視題干所給給信息的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．