20.三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末,常用作顏料.某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物.探究過程如下:
查閱資料:Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空氣中加熱生成CuO
提出假設:
假設l: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試劑.
(1)若假設1成立,則實驗現(xiàn)象是固體全溶,溶液變?yōu)檠t色.
(2)若假設2成立,則實驗現(xiàn)象是有紅色固體剩余,溶液變藍,加入KSCN時,溶液不變紅色.
(3)若固體放入足量稀硫酸中,經(jīng)充分反應后,固體全部溶解,滴加KSCN試劑時,溶液不變紅色,則證明假設3(填數(shù)字)成立,寫出可能發(fā)生的離子方程式Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,2Fe3++Cu═2Fe+Cu2+
(4)經(jīng)實驗分析,確定紅色粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物.實驗小組欲用加熱法測定Fe2O3的質(zhì)量分數(shù).取ag固體粉末在空氣中充分加熱,待質(zhì)量不再變化時,稱其質(zhì)量為bg(b>a),則混合物中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{9(b-a)}{a}$×100%.

分析 (1)Fe3+遇到KSCN溶液呈紅色;
(2)Cu2O遇到酸生成Cu和硫酸銅,無Fe3+所以溶液也不變紅;
(3)銅不溶于稀硫酸,所以銅只能被鐵離子氧化;
(4)依據(jù)題意,能發(fā)生反應的物質(zhì)為Cu2O,最后變成CuO,增加的質(zhì)量就是反應的氧氣的質(zhì)量,根據(jù)質(zhì)量差計算可以得出Cu2O的質(zhì)量分數(shù).

解答 解:(1)若假設1成立,F(xiàn)e2O3與稀硫酸反應生成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t色.
(2)由資料知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,銅為紅色固體不溶水,銅離子的顏色為藍色所以溶液變藍,因溶液中無Fe3+所以滴加KSCN試劑也不變紅,
故答案為:有紅色固體生成,溶液變藍,加入KSCN時,溶液不變紅色;
(3)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(chǎn)生的Cu,若固體全部溶解,則一定存在Fe2O3和Cu2O,涉及的反應有Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O、2Fe3++Cu═2Fe+Cu2+,
故答案為:3;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,2Fe3++Cu═2Fe+Cu2+
(4)依據(jù)題意,能發(fā)生反應的物質(zhì)為Cu2O,最后變成CuO,增加的質(zhì)量就是反應的氧氣的質(zhì)量,根據(jù)質(zhì)量差計算可以得出Cu2O的質(zhì)量分數(shù).
設樣品中氧化亞銅的質(zhì)量為m,
2Cu2O+O2═4CuO△m
288g           32g
m             (b-a)g
m=$\frac{288(b-a)g}{32g}$=9(b-a)g,
混合物中Cu2O的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{9(b-a)}{a}$×100%,
故答案為:$\frac{9(b-a)}{a}$×100%.

點評 本題考查實驗的設計及評價,以及物質(zhì)的組成及含量的測定,本題難度中等,做題時要特別重視題干所給給信息的應用,掌握基礎是關(guān)鍵.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.實驗室進行中和熱測定的實驗時除需要大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)外,所用的其他儀器和試劑均正確的一組是(  )
A.0.50 mol•L-1 鹽酸,0.50 mol•L-1 NaOH溶液,100 mL量筒1個
B.0.50 mol•L-1  鹽酸,0.55 mol•L-1  NaOH溶液,100 mL量筒2個
C.0.50 mol•L-1  鹽酸,0.55 mol•L-1  NaOH溶液,50 mL量筒1個
D.0.50 mol•L-1  鹽酸,0.55 mol•L-1 NaOH溶液,50 mL量筒2個

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.下列溶液中離子一定能夠大量共存的是( 。
A.使甲基橙變紅的溶液中:NH4+、NO3-、Na+、SO42-
B.無色透明的溶液中:Ba2+、H+、MnO4-、Br-
C.能使淀粉碘化鉀試紙顯藍色的溶液中:K+、SO42-、S2-、SO32-
D.加入鋁粉能產(chǎn)生氫氣的溶液中:NH4+、Fe2+、SO42-、NO3-

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

8.以下均為中學化學常見物質(zhì),存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已省略).通常C為氣體單質(zhì),G為紫黑色固體單質(zhì).實驗室中,常用固體E在B的催化下加熱制取氣體單質(zhì)H.
(1)G的化學式I2;F的電子式
(2)反應②的離子方程式6I-+ClO-3+6H+=3I2+Cl-+3H2O;
(3)寫出另外一種實驗室制取H的化學方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑或2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+O2↑;
(4)D溶液中陽離子的焰色反應火焰呈紫色;可用硝酸銀、稀硝酸或新制氯水、淀粉或新制氯水、CCl4試劑檢驗D溶液中大量存在的陰離子.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.從元素化合價變化的角度分析,下列反應中,畫線的物質(zhì)發(fā)生氧化反應的是( 。
A.SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O
B.2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO2
C.2FeCl3+Fe═3FeCl2
D.MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.已知Fe3O4可表示成FeO•Fe2O3,水熱法制備Fe3O4納米顆粒的總反應為:
3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-═Fe3O4+S4 O62-+2H2O.下列說法正確的是( 。
A.O2和S2O32-是氧化劑,F(xiàn)e2+是還原劑
B.每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol
C.若有2 mol Fe2+被氧化,則被Fe2+還原的O2為0.5 mol
D.參加反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:1

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

12.下列有關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的敘述不正確的是( 。
A.SiO2→H2SiO3、CuO→Cu(OH)2、CuSO4→CuCl2均不能通過一步反應實現(xiàn)
B.FeS、FeCl2、Fe(OH)3均可以通過化合反應制得
C.水在化學反應中可能只做氧化劑、或只做還原劑、或既不做氧化劑也不做還原劑、或既做氧化劑又做還原劑
D.在某一復分解反應中,也有可能弱酸是反應物,而強酸是生成物

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是( 。
A.標準狀況下,22.4 L SO3中含有O數(shù)目為3.0NA
B.常溫常壓下,12.2 gNaHSO4中含有離子總數(shù)為0.3NA
C.在1 L 0.1 mol•L-1碳酸鈉溶液中,陰離子總數(shù)大于0.1NA
D.某密閉容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2,在一定條件下充分反應,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.6NA

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑.回答下列問題:
(1)工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2:1.
(2)實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料,通過如圖1過程制備ClO2

①電解時發(fā)生反應的化學方程式為NH4Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ NCl3+3H2↑.
②溶液X中大量存在的陰離子有Cl-、OH-
③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是c(填標號).
a.水   b.堿石灰  c.濃硫酸   d.飽和食鹽水
(3)用如圖2裝置可以測定混合氣中ClO2的含量:
Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒過玻璃液封管的管口;
Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收;
Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0mol•L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2═2I-+S4),指示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液.在此過程中:
①錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O.
②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO2氣體(避免碘的逸出).
③Ⅴ中加入的指示劑通常為淀粉溶液,滴定至終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色.
④測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為0.02700g.
(4)用ClO2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽.若要除去超標的亞氯酸鹽,下列物質(zhì)最適宜的是d(填標號).
a.明礬   b.碘化鉀    c.鹽酸    d.硫酸亞鐵.

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