题目内容

装修材料中常用作红色颜料的有三氧化二铁和氧化亚铜．某学生想通过实验探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．其探究过程如下：
查阅资料：Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO．
提出假设：
假设1：红色粉末是Fe₂O₃；
假设2：红色粉末是Cu₂O；
假设3：

红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

．
设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂．
（1）若假设1成立，则实验现象是

没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色

．
（2）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是

Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

．
（3）另一同学欲用加热法确定粉末的组成．取72g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为80g，则原固体粉末是

Cu₂O

．
结论：经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）实验小组欲利用该红色粉末制取纯净的胆矾（CuSO₄?5H₂O）．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH如下：

物质	Cu（OH）₂	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃
开始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

实验室有下列试剂可供选择：A、氯水 B、H₂O₂ C、NaOH D、CuO，实验小组设计如右实验方案：
①试剂1为

，试剂2为

（选填字母A、B、C、D）．
②固体x的化学式为

Fe（OH）₃

．

分析：学生想通过实验探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根据假设1、2，可知假设为红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）Fe₂O₃与硫酸反应生成硫酸铁，铁离子遇KSCN溶液红色；
（2）若固体全部溶解，所得溶液中滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，说明没有铁离子，只有氧化铁，溶液显红色，只有氧化亚铜，会有不溶物，则一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中发生反应生成硫酸铁、硫酸铜、铜，有Cu生成，固体恰好完全溶解，向溶液中滴加KSCN，溶液不变红色，则生成Cu能与Fe³⁺恰好完全反应Fe²⁺；
（3）加热方式反应2Cu₂O+O₂=4CuO，固体质量增重，根据固体增重利用差量法计算Cu₂O的质量，据此判断；
（5）红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，且不能引入新杂质；加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，注意不能引入新杂质．

解答：解：学生想通过实验探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根据假设1、2，可知假设为红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案为：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）若红色粉末是Fe₂O₃，Fe₂O₃与硫酸反应生成硫酸铁，没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，
故答案为：没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色；
（2）因为Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解产生的Cu，则一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案为：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（3）因为Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解产生的Cu，
故答案为：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（4）Cu₂O～～～2CuO 质量增重△w
    144 g                16 g
m（Cu₂O）              80g-72g=8 g
所以m（Cu₂O）=

144g×8g

16g

=72g，
氧化亚铜质量等于固体质量，则原固体粉末是Cu₂O，
故答案为：Cu₂O；
（5）红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H₂O₂；
加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择CuO，得到的沉淀x为Fe（OH）₃，
故答案为：B；D；Fe（OH）₃．

点评：本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成的测定，难度较大，注意把握题给信息，是对所需知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析能力．