Question

17．三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某校一化學實驗小組通 過實驗來探究紅色粉末是 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：假設1：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，在所得溶液中再滴加KSCN試劑．
（1）①若假設1成立，則實驗現(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Fe₂O₃和Cu₂O；
③在做FeCl₃溶液和KSCN溶液的對照實驗時，某同學錯加試劑出現(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，又會呈現(xiàn)紅色．對這一現(xiàn)象有三種解釋：
（a）F^-能還原 Fe³⁺，使之轉化為 Fe²⁺（b）F^-能與 Fe³⁺結合成難電離的物質
（c）F^-能與 SCN^-反應，消耗了加入溶液中的 SCN^-
對以上三種解釋，你認為正確的是b．
（2）若假設3成立，甲乙兩同學為測得紅色物質的各成分的含量設計實驗過程如下：甲同學：

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

Answer 1

分析 依據(jù)假設的物質組成是 Fe₂O₃、Cu₂O 或二者混合物可知，假設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，無固體存在，說明固體含有氧化鐵和氧化亞銅；反應生成的銅會和鐵離子全部反應；
③氟的非金屬性很強，所以F^-不能還原 Fe³⁺，F(xiàn)^-能與 Fe³⁺結合成難電離的配合物，如果F^-能與 SCN^-反應，消耗了加入溶液中的 SCN^-，則再加入足夠量 FeCl₃ 溶液，不會呈現(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：紅色粉末中氧化鐵在空氣中加熱質量不變，氧化亞銅在空氣中加熱發(fā)生反應2Cu₂O+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO，根據(jù)反應可計算出紅色粉末中Cu₂O的質量．

解答 解：依據(jù)假設的物質組成是 Fe₂O₃、Cu₂O 或二者混合物可知，假設2為紅色粉末是Cu₂O，
故答案為：紅色粉末是Cu₂O；
（1）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�紅色；
②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；反應生成的銅會和鐵離子全部反應，反應的離子方程式為：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，所以F^-不能還原 Fe³⁺，F(xiàn)^-能與 Fe³⁺結合成難電離的配合物，如果F^-能與 SCN^-反應，消耗了加入溶液中的 SCN^-，則再加入足夠量 FeCl₃ 溶液，不會呈現(xiàn)紅色，所以正確的解釋是F^-能與 Fe³⁺結合成難電離的物質，
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的名稱為過濾，
故答案為：過濾；
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：紅色粉末中氧化鐵在空氣中加熱質量不變，設氧化鐵的質量為x，
根據(jù)反應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的質量為9（w-m）g，
故答案為：9（w-m）g．

點評 本題考查實驗的設計及評價，以及物質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，掌握基礎是關鍵．