Question

（2010?宝鸡三模）三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某化学实验小组对组成可能为Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物的红色粉末进行了一系列的实验．
请回答实验中有关问题：
实验一：探究红色粉末的成分
[查阅资料]①Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO．
②Cu能与Fe₂（SO₄）₃溶液作用生成CuSO₄和FeSO₄．
[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，在所得溶液中滴加KSCN溶液．
（1）若假设1成立，则实验现象是

固体完全溶解，溶液呈血红色

．
（2）若假设2成立，则实验现象是

溶液变为蓝色，最终溶液中仍有红色固体

．
（3）若固体粉末完全溶解，滴加KSCN溶液时溶液不变红色，则此时发生反应的离子方程式为

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

．
[实验结果]经实验分析，假设3是正确的．
实验二：测定Cu₂O的质量分数
（4）取a g该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b g（b＞a），则混合物中Cu₂O的质量分数为

9(b-a)

a

×100%

．
实验三：利用该红色粉末制取较纯净的胆矾（CuSO₃?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如下表：

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

实验室可供选择试剂有：A．氨水  B．H₂O₂  C．NaOH  D．Cu₂（OH）₂CO₃
该实验小组设计实验方案如下：

（5）请回答：
①试剂1为

B

（从可供选择试剂中选择并填出对应字母编号，②同）；
②试剂2为

D

；
③固体X的化学式为

Fe（OH）₃

；
④操作I为

加热浓缩，冷却结晶

．

Answer 1

分析：（1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈红色；
（2）Cu₂O遇到酸产生Cu；
（3）若固体全部溶解，则一定存在Fe₂O₃和Cu₂O；
（4）依据题意，能发生反应的物质为Cu₂O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu₂O的质量分数；
（5）根据表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀时，pH最小，故应将Fe²⁺先转化为Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物质不能增加新的杂质．

解答：解：（1）若假设1成立，则溶液中含有Fe³⁺，遇到KSCN溶液呈红色，
故答案为：固体完全溶解，溶液变为血红色；
（2）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸产生Cu，Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，溶液变为蓝色，最终溶液中仍有红色固体，
故答案为：溶液变为蓝色，最终溶液中仍有红色固体；
（3）若固体全部溶解，则一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，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+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）依据题意，能发生反应的物质为Cu₂O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu₂O的质量分数．
设样品中氧化亚铜的质量为m，
2Cu₂O+O₂═4CuO△m
288g            32g
m             （b-a）g
m=

288g×(b-a)g

32g

=9（b-a）g
混合物中Cu₂O的质量分数为

9(b-a)

a

×100%；
故答案为：

9(b-a)

a

×100%；
（5）根据表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀时，pH最小，故应将Fe²⁺先转化为Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物质不能增加新的杂质，故第一步氧化剂应是H₂O₂，再加入Cu₂（OH）₂CO₃，调节pH，使溶液中的Fe³⁺生成沉淀除去．滤液成分为硫酸铜，经加热浓缩，冷却结晶、过滤后可得五水硫酸铜晶体，
故答案为：B；D；Fe（OH）₃；加热浓缩，冷却结晶．

点评：本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成及含量的测定，本题难度较大，做题时注意把握题给信息．