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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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