Question

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)實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過程如下：
【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)計探究實驗]取少量粉末放入量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN試劑．     
（1）若假設(shè)l成立，則實驗現(xiàn)象是

 

．
（2）若滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵．你認為這種說法合理嗎？

 

，簡述你的理由（不需寫出反應(yīng)的方程式）

 

．
（3）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

 

．     
【探究延伸】
實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．實驗小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽磯（CuSO₄?5H₂O）．
經(jīng)查閱資料得知：
在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下表：

物質(zhì)	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．Cu₂（OH）₂CO₃
實驗小組設(shè)計如圖實驗方案：

試回答：
（1）試劑Ⅰ為

 

，試劑Ⅱ為

 

（填字母）．
（2）加入試劑的目的是將溶液的PH調(diào)節(jié)到

 

即可除去鐵質(zhì)．
（3）在25℃下，假設(shè)pH=4.0時，F(xiàn)e³⁺恰好完全沉淀，請計算此時溶液中Fe³⁺的濃度為

 

．（K_sp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：[設(shè)計探究實驗]（1）依據(jù)假設(shè)1為氧化鐵，和實驗工廠分析，固體溶解后生成硫酸鐵，遇到硫氰酸鉀會發(fā)生反應(yīng)生成血紅色溶液；
（2）滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，說明溶液中無鐵離子，可能是氧化亞銅在酸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化銅和銅，生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子，使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色；
（3）固體完全溶解，無固體存在，說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應(yīng)生成的銅會和鐵離子全部反應(yīng)；
【探究延伸】
（1）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應(yīng)生成的銅會還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀；
（2）加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀分析；
（3）依據(jù)溶度積常數(shù)計算鐵離子的濃度；

解答： 解：[設(shè)計探究實驗]（1）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，若假設(shè)1成立，紅色粉末是Fe₂O₃，則實驗現(xiàn)象是固體完全溶解，溶液呈血紅色；
故答案為：固體完全溶解，溶液呈血紅色；
（2）滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，說明溶液中無鐵離子，可能是氧化亞銅在酸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化銅和銅，生成的銅能把鐵離子還原為亞鐵離子，使溶液遇到硫氰酸鉀不變紅色，所以滴加KSCN試劑后溶液不變紅色，不能說明原混合物不含氧化鐵；
故答案為：不合理；當(dāng)原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀硫酸后產(chǎn)生的Fe³⁺全部與Cu反應(yīng)生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也變紅色；
（3）固體完全溶解，無固體存在，說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應(yīng)生成的銅會和鐵離子全部反應(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；
【探究延伸】
（1）①紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亞銅反應(yīng)生成的銅會還原鐵離子為亞鐵離子，加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，為不引入雜質(zhì)需要加入氧化銅或堿式碳酸銅調(diào)節(jié)溶液PH，AC會引入新的雜質(zhì)；
故答案為：B；D；
（2）加入試劑的目的是將溶液的PH調(diào)節(jié)到3.7-6.0使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，過濾得到硫酸銅溶液；
故答案為：3.7-6.0；
（3）在25℃下，假設(shè)pH=4.0時，c（H+）=10^-4mol/L，c（OH-）=

10-14

10-4

=10^-10mol/L，F(xiàn)e³⁺恰好完全沉淀，計算此時溶液中Fe³⁺的濃度：
K_sp[Fe（OH）₃]=c³（OH^-）c（Fe³⁺）=2.6×10^-39
c（Fe³⁺）=

2.6×10-39

(10-10)3

=2.6×10^-9mol/L；
故答案為：2.6×10^-9mol/L；

點評：本題考查了實驗探究物質(zhì)組成和性質(zhì)的實驗分析，物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，掌握基礎(chǔ)，細心審題是解題關(guān)鍵，題目難度中等．