题目内容

11．三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，则实验现象是固体完全溶解，溶液呈血红色．
（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？（简述理由）不合理，当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+，滴加KSCN溶液后也可能不变红色．
（3）若固体粉末完全溶解，向所得溶液中滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是Fe2O3和Cu2O，写出实验过程中发生的氧化还原反应的离子方程式Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+．
探究延伸：若经实验分析，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$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．
（5）某铝土矿样品经测定是由Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2等氧化物组成，取样品适量放入烧杯中，加入稀硫酸将其溶解，过滤，取滤液少量于试管中，若证明滤液中含有+2价的铁，选用的试剂和现象为向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．

分析 （1）依据假设1为氧化铁，和实验工厂分析，固体溶解后生成硫酸铁，遇到硫氰酸钾会发生反应生成血红色溶液；
（2）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，说明溶液中无铁离子，可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜，生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子，使溶液遇到硫氰酸钾不变红色；
（3）固体完全溶解，无固体存在，说明固体含有氧化铁和氧化亚铜；反应生成的铜会和铁离子全部反应；
（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）若滤液中含有+2价的铁，亚铁离子具有还原性，可以向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．

解答 解：（1）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，若假设1成立，红色粉末是Fe2O3，则实验现象是固体完全溶解，溶液呈血红色；
故答案为：固体完全溶解，溶液呈血红色；
（2）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，说明溶液中无铁离子，可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜，生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子，使溶液遇到硫氰酸钾不变红色，所以滴加KSCN试剂后溶液不变红色，不能说明原混合物不含氧化铁；
故答案为：不合理；当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+，滴加KSCN溶液后也可能不变红色；
（3）固体完全溶解，无固体存在，说明固体含有氧化铁和氧化亚铜；反应生成的铜会和铁离子全部反应，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
故答案为：Fe2O3和Cu2O；Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（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．
设样品中氧化亚铜的质量为m，
2Cu2O+O2═4CuO△m
288g 32g
m （b-a）g
m=$\frac{288×（b-a）g}{32g}$=9（b-a）g，混合物中Cu2O的质量分数为$\frac{9（b-a）}{a}$×100%，
故答案为：$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．
（5）若滤液中含有+2价的铁，亚铁离子具有还原性，可以向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．
故答案为：向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．

点评 本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成的测定，难度较大，注意把握题给信息，是对所需知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析能力．

练习册系列答案
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