Question

某紅色固體粉末樣品可能含有Fe₂S₃和Cu₂O中的一種或兩種，某�；瘜W(xué)自主探究實(shí)驗(yàn)小組擬對(duì)其組成進(jìn)行探究，探究方案設(shè)計(jì)如下：
查閱資料：Cu₂O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：
Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
探究一：
用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）裝置A是氫氣的發(fā)生裝置，可以選用的藥品是

 

（填選項(xiàng)）
A．稀硫酸和鋅片    B．稀硝酸和鐵片
C．濃硫酸和鎂片    D．氫氧化鈉溶液和鋁片
（2）從下列實(shí)驗(yàn)步驟中，選擇正確的操作順序：①

 

-

 

④

 

（填序號(hào)）
①打開止水夾
②熄滅C處的酒精噴燈
③C處冷卻至室溫后，關(guān)閉止水夾
④點(diǎn)燃C處的酒精噴燈
⑤收集氫氣并驗(yàn)純
⑥通入氣體一段時(shí)間，排盡裝置內(nèi)的空氣；
（3）要確定樣品的組成，實(shí)驗(yàn)過程需進(jìn)行多次稱量，至少稱量的次數(shù)是

 

．
探究二：
（4）另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色的氣體．證明樣品中一定含有

 

，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（5）為了進(jìn)一步探究樣品中是否存在另一種成分，取少量上述（4）中的溶液，加適量蒸餾水稀釋后，滴加

 

則可證明另一成分存在，反之，說明樣品中不含該成分．
探究三：
（6）取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，若反應(yīng)后經(jīng)過濾得到固體3.2g，濾液中Fe²⁺有1.0mol，則樣品中n（Cu₂O）=

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)原理和物質(zhì)性質(zhì)分析判斷；
（2）打開止水夾生成氫氣，通過后續(xù)裝置充滿氫氣排出裝置中的空氣后，檢驗(yàn)氣體純度，收集檢驗(yàn)氫氣純度，氣體純凈后點(diǎn)燃C處的酒精噴燈，反應(yīng)完成熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關(guān)閉止水夾，防止生成的銅被空氣中氧氣氧化；
（3）要確定樣品的組成，實(shí)驗(yàn)過程需進(jìn)行多次稱量，實(shí)驗(yàn)前稱量，實(shí)驗(yàn)后稱量，稱量恒重；
（4）另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色的氣體，氧化亞銅的氧化性大于硫離子，證明樣品中一定含有Cu₂O，氧化亞銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水；
（5）取少量上述（4）中的溶液，因?yàn)檠趸瘉嗐~反應(yīng)生成硫酸銅溶液，加適量蒸餾水稀釋后，依據(jù)鐵離子和硫氰酸鉀溶液反應(yīng)生成血紅色溶液分析設(shè)計(jì)；
（6）2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，固體為銅，鐵離子全部反應(yīng)生成亞鐵離子，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算得到．

解答： 解：（1）由反應(yīng)原理和物質(zhì)性質(zhì)可知，稀酸和鋅反應(yīng)生成氫氣，金屬鋁和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成氫氣；
A．稀硫酸和鋅片反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，故A符合；    
B．稀硝酸和鐵片反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水，不能生成氫氣，故B不符合；
C．濃硫酸和鎂片反應(yīng)生成硫酸鎂、二氧化硫和水，故C不符合；    
D．氫氧化鈉溶液和鋁片反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，故D符合；
故答案為：AD；
（2）氫氣混有空氣加熱發(fā)生爆炸，所以開始先通氫氣，打開止水夾生成氫氣，通過后續(xù)裝置充滿氫氣，目的是排出裝置中的空氣，檢驗(yàn)最后U型管出來的氣體氫氣純度，氣體純凈后再點(diǎn)燃C處的酒精噴燈，反應(yīng)完成后先撤酒精燈，玻璃管冷卻再停氫氣，操作位熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關(guān)閉止水夾，防止生成的銅被空氣中氧氣氧化；
故答案為：⑥；⑤；②③；
（3）要確定樣品的組成，實(shí)驗(yàn)過程需進(jìn)行多次稱量，實(shí)驗(yàn)前稱量，實(shí)驗(yàn)后稱量，稱量恒重，確定樣品的組成，實(shí)驗(yàn)過程需進(jìn)行多次稱量，至少稱量的次數(shù)是三次；
故答案為：三；
（4）另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色的氣體，氧化亞銅的氧化性大于硫離子，證明樣品中一定含有Cu₂O，氧化亞銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu₂O+6HNO₃（濃）=2Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+3H₂O；
故答案為：Cu₂O；Cu₂O+6HNO₃（濃）=2Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+3H₂O；
（5）取少量上述（4）中的溶液，因?yàn)檠趸瘉嗐~反應(yīng)生成硝酸銅溶液，加適量蒸餾水稀釋后，依據(jù)鐵離子和硫氰酸鉀溶液反應(yīng)生成血紅色溶液分析設(shè)計(jì)，若加入硫氰酸鉀溶液變紅色，證明含有鐵離子，否則不含有鐵離子；
故答案為：硫氰酸鉀溶液，若溶液變紅色；
（6）2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，固體為銅，鐵離子全部反應(yīng)生成亞鐵離子，生成1.0molFe²⁺，消耗Cu0.5mol，剩余Cu物質(zhì)的量=

3.2g

64g/mol

=0.05mol，原樣品中Cu2O物質(zhì)的量=0.05mol+0.5mol=0.55mol，
故答案為：0.55．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的分析判斷，實(shí)驗(yàn)過程分析應(yīng)用，主要是氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件，產(chǎn)物判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．