题目内容
黄铜矿（CuFeS2） 是炼钢和炼铜的主要原料，在高温下灼烧生成三氧化二铁和氧化亚铜．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某学校化学兴趣小组通过实验来探究-红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物，探究过程如下：
[查阅资料]Cu2O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．
[提出探究实验]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）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，某同学认为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（不需要写出反应的化学方程式） ．
（3）若固体粉末完全溶液无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是 ，写出发生的氧化还原反应的离子方程式： ．
[探究延伸]（4）经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物．实验小组称取3.04g该红色粉末，设计如下实验方案进行实验．经查资料得知，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：
步骤Ⅰ：将3.04g红色粉末溶于足量稀硫酸中，再加入足量H2O2溶液，振荡，得澄清透明溶液X．
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y和滤液Z．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M．
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体．
①沉淀Y的化学式为 ．
②步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器 ．
a．烧杯b．玻璃棒c．分液漏斗d．酒精灯e．铁架台（带铁圈）f．托盘天平g．量筒h．蒸发皿i．容量瓶．
③红色粉末样品中Cu2O的质量分数为 ．
[查阅资料]Cu2O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．
[提出探究实验]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）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，某同学认为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？
（3）若固体粉末完全溶液无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是
[探究延伸]（4）经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物．实验小组称取3.04g该红色粉末，设计如下实验方案进行实验．经查资料得知，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 |
| 开始沉淀时的pH | 6.0 | 7.5 | 1.4 |
| 沉淀完全时的pH | 13 | 14 | 3.7 |
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y和滤液Z．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M．
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体．
①沉淀Y的化学式为
②步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器
a．烧杯b．玻璃棒c．分液漏斗d．酒精灯e．铁架台（带铁圈）f．托盘天平g．量筒h．蒸发皿i．容量瓶．
③红色粉末样品中Cu2O的质量分数为
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：
分析：氧化亚铜为金属氧化物，溶于酸生成盐和水；
（1）依据假设1为氧化铁和实验过程分析，固体溶解后生成硫酸铁，遇到硫氰化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，使溶液遇到硫氰化钾不变红色；
（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）①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后氧化亚铜反应生成的铜和还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子全部沉淀；推断为Y氢氧化铁沉淀，将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M为Fe2O3，步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体，是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，结合铁元素守恒计算氧化铁质量得到氧化亚铜质量计算质量分数；
（1）依据假设1为氧化铁和实验过程分析，固体溶解后生成硫酸铁，遇到硫氰化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，使溶液遇到硫氰化钾不变红色；
（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）①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后氧化亚铜反应生成的铜和还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子全部沉淀；推断为Y氢氧化铁沉淀，将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M为Fe2O3，步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体，是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，结合铁元素守恒计算氧化铁质量得到氧化亚铜质量计算质量分数；
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）①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后，氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，过程分析判断固体Y为氢氧化铁沉淀；调节溶液PH使铁离子全部沉淀，为不引入杂质需要加入氧化铜或碱式碳酸铜调节溶液PH；
故答案为：Fe（OH）3；
②步骤Ⅳ是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，需要用到仪器有：a．烧杯，b．玻璃棒，d．酒精灯，e．铁架台（带铁圈），f．托盘天平，h．蒸发皿；
步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器：c．分液漏斗，g．量筒，i．容量瓶；
故答案为：cgi；
③经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，
步骤Ⅰ：将3.04g红色粉末溶于足量稀硫酸中，再加入足量H2O2溶液，氧化亚铁离子为铁离子，振荡，得澄清透明溶液X．
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y为氢氧化铁和滤液Z为硫酸铜溶液．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M为Fe2O3，物质的量=
=0.01mol
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体，物质的量=
=0.024mol．
红色粉末样品中Cu2O的质量分数=
×100%=47.4%，
故答案为：47.4%．
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）①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后，氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，过程分析判断固体Y为氢氧化铁沉淀；调节溶液PH使铁离子全部沉淀，为不引入杂质需要加入氧化铜或碱式碳酸铜调节溶液PH；
故答案为：Fe（OH）3；
②步骤Ⅳ是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，需要用到仪器有：a．烧杯，b．玻璃棒，d．酒精灯，e．铁架台（带铁圈），f．托盘天平，h．蒸发皿；
步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器：c．分液漏斗，g．量筒，i．容量瓶；
故答案为：cgi；
③经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，
步骤Ⅰ：将3.04g红色粉末溶于足量稀硫酸中，再加入足量H2O2溶液，氧化亚铁离子为铁离子，振荡，得澄清透明溶液X．
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y为氢氧化铁和滤液Z为硫酸铜溶液．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M为Fe2O3，物质的量=
| 1.6g |
| 160g/mol |
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO4?5H2O晶体，物质的量=
| 6.0g |
| 250g/mol |
红色粉末样品中Cu2O的质量分数=
| 3.04g-1.6g |
| 3.04g |
故答案为：47.4%．
点评：本题主要考查了实验探究物质组成和性质的实验分析，物质的性质和转化关系，掌握基础，细心审题是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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| B、其中一种同位素质量数为80 | ||||
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| ||||
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