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15.某校化学实验活动小组通过实验来探究一包黑色粉末是氧化铜、氧化亚铁或二者的混合物,探究过程如下:

(1)提出假设

假设1,黑色粉末是FeO;

假设2,黑色粉末是____________(写化学式);

假设3,黑色粉末是____________(写化学式)。

(2)设计探究实验。

实验小组选用稀硫酸、氯水、硫氰化钾溶液做试剂进行实验,请将实验操作步骤及现象填入下表。

实验操作
实验现象
实验结论
取少量粉末加入足量稀硫酸
 
假设1成立
 
 
假设2成立
 
假设3成立

(注意:假设2、假设3的现象应与假设相对应)

(3)经过实验及分析,确定该黑色物质为氧化铜和氧化亚铁的混合物。实验小组欲利用该黑色粉末制取较纯净的硫酸铜,通过查阅资料得知,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。实验小组设计了如下实验方案:

试回答:试剂1为__________,试剂2为__________(填字母),固体X的化学式是__________;操作1的名称为________。

[解析] 当黑色物质溶于稀H2SO4,且得到溶液显浅绿色,便可证明该黑色物质是FeO;当黑色粉末溶于稀H2SO4得蓝色溶液,再向其中滴入KSCN溶液,无明显变化,再加入Cl2水溶液若呈血红色可证明黑色物质是CuO和FeO混合物,若溶液仍呈蓝色,可证明黑色物质是CuO。以CuO和FeO混合物为原料制CuSO4,首要任务是除去杂质。根据题设条件的路线,试剂1应为H2O2,以便将Fe2+氧化为Fe3+,并避免引入新杂质,然后用Cu2(OH)2CO3调pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,过滤将滤液蒸发、浓缩、冷却结晶便可得到纯净的CuSO4·5H2O。

[答案] (1)CuO CuO和FeO

(2)

实验操作
实验现象
实验结论
 
黑色粉末完全溶解得浅绿色溶液
 
取少量粉末加足量稀H2SO4加几滴KSCN溶液再加几滴氯水
只得蓝色溶液
 
先形成蓝色溶液最后得血红色溶液
 

(3)B D Fe(OH)3 蒸发

14.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:

①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;

②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L1盐酸中,得溶液C;

③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;

④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。

请填空:

(1)①中引发铝热反应的实验操作是______________________________________,产物中的单质B是________。

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是______________________________________。

(3)③中所发生的各反应的离子方程式是_______________________________________。

(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为________,c(Fe2+)为________。

[解析] (1)铝与某些金属氧化物发生置换反应时放出大量的热,常称作铝热反应。实验时常用氯酸钾,并在混合物中间插一条镁条,用小木条点燃镁条加以引燃。反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

(2)在等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物中加入盐酸,发生的反应是Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O;MgO+2HCl===MgCl2+H2O。

(3)将①中得到的单质Fe和溶液C(含HCl和FeCl3)反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,发生反应的化学方程式为:Fe+2H+===Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+===3Fe2+(Fe有残留)。

(4)n(MgO)=n(Fe2O3)==0.1 mol,

c(Mg2+)==0.67 mol·L1

由Fe + 2Fe3+ === 3Fe2+n(Fe2+)=n(Fe3+)=×0.1 mol ×2=0.3 mol

由Fe + 2H+===Fe2+ + H2↑得n(Fe2+)=n(H2)==0.05 mol

n(Fe2+)=0.3 mol+0.05 mol=0.35 mol,

c(Fe2+)==2.3 mol·L1

[答案] (1)加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃 Fe

(2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,

MgO+2HCl===MgCl2+H2O

(3)Fe+2H+===Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+===3Fe2+

(4)0.67 mol·L1 2.3 mol·L1

 0  7667  7675  7681  7685  7691  7693  7697  7703  7705  7711  7717  7721  7723  7727  7733  7735  7741  7745  7747  7751  7753  7757  7759  7761  7762  7763  7765  7766  7767  7769  7771  7775  7777  7781  7783  7787  7793  7795  7801  7805  7807  7811  7817  7823  7825  7831  7835  7837  7843  7847  7853  7861  447348 

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