题目内容

（I）三氧化二铁和氧化亚铜（Cu₂O）都是红色粉末．常用作颜料．已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．某校化学实验小组为了探究由Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物中两者物质的量相对大小，某同学认为只要取少量粉末放入足量稀硫酸中，通过观察现象即可．
（1）上述实验过程中发生的反应有（用离子方程式表示）：
①Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³++3H₂O　 ②　 ③
（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，则n（Cu₂O）n（Fe₂O₃）．（填“＞”、“＜”或“=”）．
（ II）分别在密闭容器的两个反应室中进行如下反应：
左反应室：A（g）+2B（g） $数学公式$ 2C（g）　　
右反应室：2Z（g） $数学公式$ X（g）+Y（g）
在反应室之间有无摩擦、可自由滑动的密封板隔断．反应开始和达到平衡时有关物理量的变化如图所示：

（1）A（g）+2B（g　　　2C（g）　的△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数（填序号）．
a．一定相等　　b．一定不相等　　c．可能相等
（3）达到平衡（I）时，A的转化率为．

解：（I）（1）将Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜，反应离子方程式依次为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
故答案为：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
发生反应Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，由Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺可知n（Cu）＞2n（Fe³⁺），由Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O可知n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃），由Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O可知n（Cu）=n（Cu₂O），则n（Cu₂O）＞2n（Fe₂O₃），．
故答案为：＞．
（ II）（1）右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动，降低温度平衡向放热反应移动，故该反应正反应为放热反应，即△H＜0．
故答案为：＜．
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，X的含量一定变化，平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数一定不相等．
故选：b．
（3）右室的混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，平衡（I）中左室混合气体总的物质的量为 $\text{[math]}$ ×2mol= $\text{[math]}$ mol，令参加反应的A的物质的量为amol，则：
A（g）+2B（g） $\text{[math]}$ 2C（g）物质的量减少△n
1 1
amol 3mol- $\text{[math]}$ mol= $\text{[math]}$ mol
解得a= $\text{[math]}$ mol
所以A的转化率为 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ．
故答案为： $\text{[math]}$ ．
分析：（I）（1）将Fe₂O₃和Cu₂O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜．
（2）若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，根据（1）中的方程式计算判断．
（ II）（1）右室的混合物总物质的量不变，平衡（I）、平衡（Ⅱ）左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比，由图可知，平衡（I）降低温度达新平衡平衡（Ⅱ），隔板由2.8处移至2.6处，左室的气体的物质的量减小，降低温度平衡向正反应移动．
（2）降低温度，右室的平衡一定移动，气体总的物质的量不变，X的含量一定变化．
（3）右室的混合物总物质的量不变为2mol，左右两室的压强、温度相等，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，据此计算平衡（I）中左室混合气体总的物质的量，令参加反应的A的物质的量为amol，利用差量法计算a的值，再利用转化率定义计算A的转化率．
点评：考查元素化合物性质、常用化学用语书写、化学平衡移动与化学计算等，难度中等，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．（ II）中清楚左右两室的温度、压强相同，体积之比等于物质的量之比是解题关键．

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针对苏教版化学I第75页上“铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为+2价铁的化合物，如果与氧化性较强的氧化剂（如氯气、双氧水等）反应则转化为+3价的化合物”的叙述，化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应（铁过量）”。请你参与探究并回答有关问题：

（1）通过简单的化学实验检验反应后混合物中的二价铁的实验方法和现象是；但在实验中往往又看到血红色迅速褪去，同时溶液呈黄色，其可能的原因是：；学生在做实验时往往滴加双氧水的浓度过大，或者过量，还看到迅速产生大量气泡，写出产生该现象的化学方程式：。

（2）有资料介绍“取少量反应液（含二价铁）先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现血红色褪去。同学对血红色褪去的原因提出各自的假设。某同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO₄^2-，试写出该反应的离子方程式。

（3）探究高铁酸钾的某种性质。

【实验1】将适量K₂FeO₄固体分别溶解于pH 为 4．74、7．00、11．50 的水溶液中，配得FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1（1mmol·L^—¹=10^—³mol·L^—¹）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1（注：800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。

【实验2】将适量 K₂FeO₄溶解于pH＝4．74 的水溶液中，配制成FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1 的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2。则

①实验1的目的是；

②实验2可得出的结论是；

③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO₄²^—＋10 H₂O4 Fe（OH）₃ ＋8OH^—＋3 O₂↑。由图1可知，800min时，pH=11．50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH＝4．74的溶液中高，主要原因是。

针对苏教版化学I第75页上“铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为+2价铁的化合物，如果与氧化性较强的氧化剂（如氯气、双氧水等）反应则转化为+3价的化合物”的叙述，化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应（铁过量）”。请你参与探究并回答有关问题：
（1）通过简单的化学实验检验反应后混合物中的二价铁的实验方法和现象是        ；但在实验中往往又看到血红色迅速褪去，同时溶液呈黄色，其可能的原因是：  ；学生在做实验时往往滴加双氧水的浓度过大，或者过量，还看到迅速产生大量气泡，写出产生该现象的化学方程式：                               。
（2）有资料介绍“取少量反应液（含二价铁）先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现血红色褪去。同学对血红色褪去的原因提出各自的假设。某同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO₄^2-，试写出该反应的离子方程式            。
（3）探究高铁酸钾的某种性质。
【实验1】将适量K₂FeO₄固体分别溶解于pH 为 4．74、7．00、11．50 的水溶液中，配得FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1（1 mmol·L^—¹=10^—³mol·L^—¹）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1（注：800 min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。

【实验2】将适量 K₂FeO₄溶解于pH＝4．74 的水溶液中，配制成FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2。则
①实验1的目的是                                                     ；
②实验2可得出的结论是                                              ；
③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO₄²^—＋10 H₂O4 Fe（OH）₃＋8OH^—＋3 O₂↑。由图1可知，800 min时，pH=11．50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH＝4．74的溶液中高，主要原因是                                             。

三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末，常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc₂O₃、Cu₂O或二者的混合物。探究过程如下：

查阅资料知：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。

提出假设：假设l：红色粉末是Fc₂O₃ 假设2：红色粉末是Cu₂O

假设3：红色粉末是Fc₂O₃和Cu₂O的混合物

设计实验：取少量粉末放人足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN溶液。

（1）若假设1成立，则实验现象是__ 。

（2）若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色，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？____。筒述你的理由 .

（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN溶液时溶液不变红色，则证明原固体粉末是Fc₂O₃，和Cu₂O的混合物，则其质量比为____，写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式。探究延伸：经实验分析，确定红色粉末为Fc₂O₃，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ag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，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（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⁺、Fe³⁺、Fe²⁺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1为___ _，试剂2为（填字母）。

②固体X的化学式为____，③操作I为_ 。

（3）探究高铁酸钾的某种性质。

【实验1】将适量K₂FeO₄固体分别溶解于pH 为 4．74、7．00、11．50 的水溶液中，配得FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1（1 mmol·L^—¹=10^—³mol·L^—¹）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图1（注：800 min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。

【实验2】将适量 K₂FeO₄ 溶解于pH＝4．74 的水溶液中，配制成FeO₄²^－浓度为 1．0 mmol·L^-1 的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K₂FeO₄某种性质的影响，结果见图2。则

①实验1的目的是；

②实验2可得出的结论是；

③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO₄²^—＋10 H₂O4 Fe（OH）₃ ＋8OH^—＋3 O₂↑。由图1可知，800 min时，pH=11．50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH＝4．74的溶液中高，主要原因是。

Ⅰ：下列有关实验的描述不正确的是____（填序号）；
①用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准溶液润洗，则测定结果偏低。
② 配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视容量瓶的刻度线，会使配制的浓度偏高；
③ 将Fe₂(SO₄)₃溶液加热蒸发至干并灼烧，最后得到红棕色粉末
④ 硝酸钾过饱和溶液冷却未出现结晶时，可以用玻棒充分磨擦器皿壁促使晶体析出。
⑤可用25ml酸式滴定管量取20.00mlKMnO₄溶液
⑥分别向体积和pH均相同的盐酸和醋酸中滴加等浓度的氢氧化钠溶液，完全中和时消耗的氢氧化钠溶液的体积一样多
Ⅱ：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ag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(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实验小组设计如下方案

试回答： ①试剂1为_______，试剂2为________(填字母)。 ②固体X的化学式为____________。 ③操作I为___________。

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