15、(2010·南开中学模拟)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下:
查阅资料:Cu2O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
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 。
(2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗? 简述你的理由(不需写出反应的方程式 ) 。
(3)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 ,写出发生反应的离子方程式 。
探究延伸
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g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bg( b > a),则混合物中Cu2O的质量分数为 。
(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾 (CuS04 . 5H20) 。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. Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:
试回答:
① 试剂I为 ,试剂II为 (填字母)。
② 固体X的化学式为 。
③ 操作I为 。
[解析](1)若假设1成立,则溶液中含有Fe3+,遇到KSCN溶液呈红色。
(2)如果混合物中含有Cu2O,遇到酸产生Cu,Cu能与Fe3+反应,故此种说法不正确。
(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。
(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,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。
[答案] (1)溶液变为血红色
(2)不合理 Cu能将Fe3+还原为Fe2+
(3)Fe2O3和Cu2O的混合物 Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O Cu2O+2H+ = Cu + Cu2+ + H2O
2 Fe3+ + Cu = 2 Fe2+ + Cu2+
(4)
(5)① B D ② Fe(OH)3 ③加热蒸发
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