题目内容

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某校化学实验小组通过实验探究某红色粉末是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．
设计探究实验：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂．
（1）若只有Fe₂O₃，则实验现象是．
（2）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，则此过程中的离子反应为：．
（3）经实验分析，确定红色粉末为Cu₂O和Fe₂O₃的混合物．实验小组欲测定Cu₂O的质量分数．已知Cu₂O在空气中加热生成CuO．
测定流程：

实验中操作A的名称为．
灼烧过程中，所需仪器有：酒精灯、玻璃棒、等（夹持仪器除外）．
（4）写出混合物中Cu₂O的质量分数的表达式．
实验小组欲利用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．H₂O₂C．NaOH　 D．Cu₂（OH）₂CO₃
实验小组设计如下实验方案制取胆矾：

（5）用试剂编号表示：试剂l为，试剂2为．
（6）为什么先“氧化”后“调节pH”？pH控制范围为多少？．

解：（1）若只有Fe₂O₃，放入足量稀硫酸中，固体会全部溶解，滴加硫氰化钾溶液，溶液呈现血红色，
故答案是：固体完全溶解，溶液呈血红色；
（2）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，说明生成的铁离子与氧化亚铜和稀硫酸反应生成的铜反应生成了亚铁离子，反应的离子方程式有：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案是：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）实验中操作A的名称是：恒重操作；灼烧过程中，所需仪器有：酒精灯、玻璃棒、坩埚等，
故答案是：恒重操作；坩埚；
（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= $\text{[math]}$ =9（b-a）g，
混合物中Cu₂O的质量分数为： $\text{[math]}$ ×100%，
故答案为： $\text{[math]}$ （或 $\text{[math]}$ %）
（5）根据表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀时，pH最小，故应将Fe²⁺先转化为Fe³⁺，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物质不能增加新的杂质，所以试剂l是氧化剂H₂O₂，再加入试剂2Cu₂（OH）₂CO₃调节pH，使溶液中的Fe³⁺生成沉淀除去．滤液成分为硫酸铜，经加热蒸发、过滤后可得五水硫酸铜晶体；
（6）根据表中数据，由于亚铁离子和铜离子开始沉淀、沉淀完全的pH值很接近，难以分离，所以把亚铁离子氧化为铁离子；
铁离子开完全沉淀的PH是3.7，铜离子开始沉淀的PH是6.0，所以pH控制范围是：3.7＜pH＜6，将铁离子转化为沉淀而被除去，
故答案是：由于亚铁离子和铜离子开始沉淀、沉淀完全的pH值很接近，难以分离，把亚铁离子氧化为铁离子，pH控制范围：3.7＜pH＜6将铁离子转化为沉淀而被除去．
分析：（1）只有Fe₂O₃，固体会完全溶解，在所得溶液中滴加KSCN试剂，溶液呈现血红色；
（2）涉及的反应有氧化铁和稀硫酸反应、氧化亚铜和稀硫酸反应、生成的铜和生成的铁离子反应三个方程式；
（3）操作A名称是恒重操作；根据灼烧需要的仪器完成；
（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）根据表格可知，Fe（OH）₃完全沉淀时，pH最小，故应将Fe²⁺先转化为Fe³⁺，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物质不能增加新的杂质；
（6）根据表中使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH数据，氢氧化亚铁和氢氧化铜完全沉淀的PH接近，难以分离，所以先“氧化”后“调节pH”；再根据表中数据选择合适的PH范围．
点评：本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成及含量的测定，本题难度较大，做题时注意把握题给信息．