Question

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分析，确定一红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．已知：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．
实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾（CuSO₄?5H₂O）．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）用试剂编号表示：试剂1为

 

，试剂2为

 

．
（2）固体X的化学式为

 

．
（3）操作Ⅰ为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：实验设计题

分析：红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，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，结合实验流程可知，红色粉末加硫酸溶解生成硫酸铁、硫酸铜、Cu，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且不能引入新杂质；加入试剂2目的是调节溶液的pH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，然后对滤液浓缩结晶得到晶体，以此来解答．

解答： 解：红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，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，结合实验流程可知，红色粉末加硫酸溶解生成硫酸铁、硫酸铜、Cu，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且不能引入新杂质；加入试剂2目的是调节溶液的pH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，然后对滤液浓缩结晶得到晶体，
（1）由上述分析可知，试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H₂O₂；加入试剂2目的是使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案为：B；D；
（2）由上述分析可知，得到的沉淀X为Fe（OH）₃，故答案为：；
（3）硫酸铜溶液浓缩结晶得到硫酸铜晶体，则操作Ⅰ为结晶，故答案为：结晶．

点评：本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握题给信息及流程中的反应为解答的关键，综合考查分析能力及推断能力，题目难度较大，注意转化中不能引入新杂质．