Question

【题目】某铁红涂料中添加有CuO或FeO中的一种，为探究添加物的成分设计如下实验方案。
（1）请写出实验步骤、预期现象，对应的离子方程式。
（限选试剂：铁粉、3mol/LH2SO4、0.1mol/L酸性KMnO4溶液、10%H2O2、KSCN溶液）

① ， ② ， ， ③ ，
④操作步骤③中反应的离子方程式为。
（2）经分析该铁红涂料中有FeO，为测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学称量11.6g该铁红涂料进行了如下实验。
已知：气体由草酸晶体受热分解得到：H2C2O4·2H2O CO2↑+CO↑+3H2O。且除铁红外所用试剂均过量。

①装置A、B中的试剂依次是、。
②气体通入后，接下来的操作是 ， 然后对C装置加热。
③实验前后称得D装置增重8.8g，则此铁红中铁的质量分数是。

Answer 1

【答案】
（1）3mol/LH2SO4,取少许溶液于试管中,加入足量铁粉,充分振荡；再加入足量3mol?L-1H2SO4,充分振荡．,试管中出现红色固体,说明试样中有CuO,取少许溶液于试管中,逐滴加入0.01mol?L-1酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
（2）氢氧化钠溶液,浓硫酸,用点燃的小木条靠近肥皂泡,直到肥皂泡安静燃烧,72.41%
【解析】(1)氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁，

实验方案设计为：

实验操作	预期现象和结论
①加入足量的3molL-1H2SO4，充分振荡．	样品全部溶解
②取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3molL-1H2SO4，充分振荡．	试管中出现红色固体，说明试样中有CuO
③取少许溶液于试管中，逐滴加入0.01molL-1酸性KMnO4溶液	如果紫红色褪去，发生的离子反应方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O说明试样中有FeO；

故答案为：①3mol/LH2SO4；②向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振荡； 出现红色固体；③向另一支试管中加入0.01mol/L酸性KMnO4溶液；紫红色褪去；④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(2)①草酸分解生成的气体中含有二氧化碳和一氧化碳，C中发生一氧化碳与铁红的反应生成二氧化碳，D是吸收二氧化碳的装置，通过D装置的质量变化来测定的，因此需要除去加入C中气体中的二氧化碳，并干燥，装置A、B中的试剂依次是氢氧化钠溶液和浓硫酸，故答案为：氢氧化钠溶液；浓硫酸；

②一氧化碳具有可燃性，需要验纯，操作为用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧，一氧化碳纯净后才能对C装置加热，故答案为：用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧；

③实验前后称得D装置增重8.8g，表示生成的二氧化碳为8.8g，物质的量为 =0.2mol，说明样品中含有0.2molO元素，质量为0.2mol×16g/mol=3.2g，则此铁红中铁的质量分数是 ×100%=72.41%，故答案为：72.41%。

（1）氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁；
（2）气体发生装置由草酸晶体受热分解CO2、CO、H2O，通过装置A中氢氧化钠溶液除去二氧化碳，通过装置B中浓硫酸除去水蒸气，得到干燥纯净的一氧化碳气体，通过装置C中的铁红发生氧化还原反应，生成的二氧化碳被装置D吸收，装置E是防止肥皂液则水蒸气进入；
①装置AB是对生成的气体进行除杂和干燥，除去二氧化碳用氢氧化钠溶液，除去水蒸气用浓硫酸；
②气体还原铁红样品需要检验气体的纯度，防止混有空气发生爆炸；
③实验前后称得D装置增重8.8g为生成二氧化碳的质量，其中一半来源于CO，一半来源于铁的氧化物，计算铁红中氧元素质量，结合元素守恒计算铁元素含量.