题目内容

【题目】某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种,某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。查阅资料:Cu2O在酸性溶液中会发生反应:Cu2O+2H=Cu+Cu2++H2O。

实验探究一:学生甲利用如图所示装置进行实验,称量反应前后装置C中样品的质量,以确定样品的组成。回答下列问题:

(1)仪器组装完成后,夹好止水夹,__________________________________,则说明装置A的气密性良好。

(2)下列实验步骤中,正确的操作顺序是____________(填序号)。

①打开止水夹;②熄灭C处的酒精喷灯;③C处冷却至室温后,关闭止水夹;④点燃C处的酒精喷灯;⑤收集氢气并验纯

实验探究二:

(3)学生乙取少量样品于烧杯中,加入过量稀硫酸,并作出如下假设和判断,结论正确的是 ______

A.若固体全部溶解,说明样品中一定含有Fe2O3,一定不含有Cu2O

B.若固体部分溶解,说明样品中一定含有Cu2O,一定不含有Fe2O3

C.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O

D.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明样品一定含有Fe2O3

另取少量样品于试管中,加入适量的浓硝酸,产生红棕色气体,证明样品中一定含有________,写出产生上述气体的化学方程式:____________________

实验探究三:

(4)学生丙取一定量样品于烧杯中,加入足量的稀硫酸,反应后经过滤得到固体6.400g,测得滤液中Fe2+有2.000mol,则样品中n(Cu2O)=________________________mol。

【答案】向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,过一段时间若液柱高度保持不变 ①⑤④②③CDCu2OCu2O+6HNO3(浓) ===2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O1.100

【解析】

根据图象知,A装置实验目的是制取还原性气体,用的是简易启普发生器制取气体,可以用稀硫酸和Zn制取氢气;B装置作用是干燥气体,C装置用氢气还原红色物质,用酒精灯点燃未反应的氢气

(1)利用压强差检验装置气密性,其检验方法为:向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若液柱高度保持不变,则该装置气密性良好;

(2)氢气混有空气加热发生爆炸,所以开始先通氢气,打开止水夹生成氢气,通过后续装置充满氢气,目的是排出装置中的空气,检验最后U型管出来的气体氢气纯度,气体纯净后再点燃C处的酒精喷灯,反应完成后先撤酒精灯,玻璃管冷却再停氢气,操作位熄灭C处的酒精喷灯,待C处冷却至室温后,关闭止水夹,防止生成的铜被空气中氧气氧化,所以其排列顺序是①⑤④②③

(3)A、固体全部溶解,若固体是Fe2O3Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu恰好能将Fe3+还原为Fe2+,故A错误;B、固体若是Fe2O3Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,剩余铜,故B错误;C、若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,因为Cu2O溶于硫酸生成CuCuSO4,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,反应的有关离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+.说明样品一定含有Fe2O3Cu2O,故C正确;D、若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中含有三价铁离子,说明样品一定含有Fe2O3,故D正确;故选CD;另取少量样品于试管中,加入适量的浓硝酸,产生红棕色的气体,氧化亚铜的氧化性大于硫离子,证明样品中一定含有Cu2O,氧化亚铜和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,反应的化学方程式为:Cu2O+6HNO3(浓)=2Cu(NO32+2NO2↑+3H2O;

(4)2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O,固体为铜,铁离子全部反应生成亚铁离子,生成2.0molFe2+,消耗Cu 1mol,剩余Cu物质的量,原样品中Cu2O物质的量=0.1mol+1mol=1.100mol。

本题考查了物质组成的分析判断,实验过程分析应用,主要是氧化还原反应发生的条件,产物判断,掌握基础是关键,题目难度中等.

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