Question

2．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某化学实验小组通过实验探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究过程如下：
Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，Cu₂O在空气中加热生成Cu O
假设1：红色粉末是Cu₂O
假设2：红色粉末是 Fe₂O₃
假设3：红色粉末是 Fe₂O₃、Cu₂O的混合物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2成立，则实验现象是固体全溶，溶液变为血红色．
（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Fe₂O₃．你认为这种说法合理吗？不合理；简述你的理由当原固体粉末为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（不需要写方程式）
（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加 KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末是Fe₂O₃ 和 Cu₂O 的混合物，写出发生反应的离子方程式Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺．
经实验分析，确定红色粉末是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 mg 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n g（n＞m），则混合物中Cu₂O的质量分数为$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈红色；
（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；
（3）铜不溶于稀硫酸，所以铜只能被铁离子氧化；
（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．

解答 解：（1）若假设1成立，Fe₂O₃与稀硫酸反应生成Fe³⁺，固体溶解遇到KSCN溶液呈红色，
故答案为：固体全溶，溶液变为血红色；
（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）因为Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解产生的Cu，若固体全部溶解，则一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，涉及的反应有Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺，
故答案为：Fe₂O₃ 和 Cu₂O 的混合物；Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，2Fe³⁺+Cu═2Fe+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
a                       （n-m）g
a=$\frac{288（n-m）g}{32g}$=9（n-m）g，
混合物中Cu₂O的质量分数为$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%，
故答案为：$\frac{9（n-m）g}{mg}$×100%．

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，题目难度中等，做题时要特别重视题干所给给信息的应用，掌握基础是关键．