Question

4．Fe₂O₃、Cu₂O、Cu都是红色固体．
已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）若将上述红色固体纯净物溶于稀硫酸，得到蓝色溶液，则该红色固体是Cu₂O（填化学式）．
（2）16.0gFe₂O₃恰好完全溶于100mL足量的氢碘酸溶液中，则反应的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺+3H₂O，该氢碘酸溶液的浓度为6mol•L^-1．
（3）将一包Fe₂O₃和Cu的混合物恰好完全溶于150mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，取少量反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液没有明显颜色变化，反应后没有固体物质．写出反应发生氧化还原的离子方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；该混合物中Fe₂O₃和Cu的质量之比为5：2．
（4）Fe₂O₃、Cu₂O和Cu组成的混合物溶于稀硫酸中，若反应后有大量的固体剩余，则溶液中一定不能大量存在的金属离子是Fe³⁺（填离子符号，下同）；若反应后溶液中有大量的Fe³⁺存在，则溶液中还含有的金属离子是Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）若将上述红色固体纯净物溶于稀硫酸，得到蓝色溶液，说明生成了铜离子，不含铜和氧化铁；
（2）16.0gFe₂O₃恰好完全溶于100mL足量的氢碘酸溶液中，发生氧化还原反应生成碘单质、亚铁离子和水，结合反应定量关系计算碘化氢的浓度；
（3）将一包Fe₂O₃和Cu的混合物恰好完全溶于150mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，发生反应Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Fe₂（SO₄）₃+Cu=CuSO₄+2FeSO₄，取少量反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液没有明显颜色变化，反应后没有固体物质，证明铁生成了硫酸亚铁，铜生成了硫酸铜，结合反应化学方程式定量关系计算；
（4）Fe₂O₃、Cu₂O和Cu组成的混合物溶于稀硫酸中，若反应后有大量的固体剩余判断为铜，溶液中一定不存在的是铁离子；若反应后溶液中有大量的Fe³⁺存在，则溶液中还含有的金属离子是Fe²⁺、Cu²⁺．

解答 解：（1）若将上述红色固体纯净物溶于稀硫酸，得到蓝色溶液，Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，铜和稀硫酸不反应，氧化铁溶于硫酸生成硫酸铁溶于为黄色，则该红色固体是Cu₂O，故答案为：Cu₂O；
（2）16.0gFe₂O₃恰好完全溶于100mL足量的氢碘酸溶液中，发生氧化还原反应生成碘单质、亚铁离子和水，反应的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺+3H₂O，
16.0gFe₂O₃物质的量=$\frac{16.0g}{160g/mol}$=0.1mol，则HI物质的量为0.6mol，该氢碘酸溶液的浓度=$\frac{0.6mol}{0.1L}$=6mol/L，故答案为：6；
（3）将一包Fe₂O₃和Cu的混合物恰好完全溶于150mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，发生反应：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Fe₂（SO₄）₃+Cu=CuSO₄+2FeSO₄，反应发生氧化还原的离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，取少量反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液没有明显颜色变化，反应后没有固体物质，证明铁生成了硫酸亚铁，铜生成了硫酸铜，结合反应化学方程式定量关系计算，Fe₂O₃～Fe₂（SO₄）₃～Cu～CuSO₄～2FeSO₄，原混合物中Fe₂O₃和Cu的物质的量相同，设物质的量为x，依据硫酸根守恒得到：2x+x=0.150L×2mol•L^-1，x=0.1mol，该混合物中Fe₂O₃和Cu的质量之比=160×0.1：：64×0.1=5：2，
故答案为：5：2；
（4）Fe₂O₃、Cu₂O和Cu组成的混合物溶于稀硫酸中，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，若反应后有大量的固体剩余判断为铜，溶液中一定不存在的是铁离Fe³⁺；若反应后溶液中有大量的Fe³⁺存在，的不存在，发生反应离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，则铜则溶液中还含有的金属离子是Fe²⁺、Cu²⁺，
故答案为：Fe³⁺；Fe²⁺、Cu²⁺．

点评 本题考查了物质性质、氧化还原反应、离子反应现象、离子反应的定量关系计算、离子共存分析判断等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．