Question

某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu₂S和Fe₂O₃）混合物制取粗铜和Fe₂（SO₄）₃晶体，设计的操作流程如图：

（1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为

 

，①和⑥中都用到的仪器为

 

；
（2）试剂x的化学式为

 

；x与溶液B反应的离子方程式为

 

；
（3）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN^- 被过量的氧化剂氧化所致，现给出以下试剂：1.0mol?L^-1硫酸、1.0mol?L^-1 NaOH溶液、0.1mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水．请你设计合理实验验证乙同学的猜测是否合理．简要说明实验步骤和现象

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：废弃固体煅烧Cu₂S与氧气反应生成氧化铜，则固体A为氧化铜和氧化铁的混合物，稀硫酸溶解生成二价铜和三价铁离子，再加过量的铁将三价铁还原成二价铁，二价铜还原成铜单质，过滤得固体B为铜和铁的混合物，溶液B则为二价铁溶液，加入试剂x氧化亚铁离子得溶液C含三价铁离子，进一步提纯得到硫酸铁晶体，以此分析；
（1）①固体灼烧用到容器坩埚和夹持仪器坩埚钳；①灼烧操作和⑥溶液浓缩析出硫酸铁晶体中都用到的玻璃棒；
（2 ）加入试剂x氧化亚铁离子，使用试剂不能引进新的杂质，所以选用双氧水做氧化剂，反应方程式：H₂O₂ 2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）通过重新滴加硫氰化钾溶液，证明该同学的假设是否合理．

解答： 解：废弃固体煅烧Cu₂S与氧气反应生成氧化铜，则固体A为氧化铜和氧化铁的混合物，稀硫酸溶解生成二价铜和三价铁离子，再加过量的铁将三价铁还原成二价铁，二价铜还原成铜单质，过滤得固体B为铜和铁的混合物，溶液B则为二价铁溶液，加入试剂x氧化亚铁离子得溶液C含三价铁离子，进一步提纯得到硫酸铁晶体；
（1）①灼烧固体应该放在坩埚中，坩埚用坩埚钳夹持；①灼烧操作和⑥溶液浓缩析出硫酸铁晶体都用到玻璃棒，
故答案为：坩埚，坩埚钳； 玻璃棒；
（2）由于加入试剂x目的是氧化亚铁离子，使用试剂不能引进新的杂质，所以选用双氧水做氧化剂，反应方程式：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：H₂O₂；2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）重新加入硫氰化钾溶液，若是溶液变红，说明该同学猜测合理，否则不合理，方法为：取少量褪色后的溶液于试管中，逐滴加入过量的20%KSCN溶液，如溶液变红色，说明乙同学的猜测是合理的，如不变红色，说明猜测不合理，
故答案为：取少量褪色后的溶液于试管中，逐滴加入过量的20%KSCN溶液，如溶液变红色，说明乙同学的猜测是合理的，如不变红色，说明猜测不合理（或滴加过量的0.1 mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃溶液，如溶液不变红色，说明合理，若变红色，说明猜测不合理）．

点评：本题借助氯化铁固体的制取，考查了实验操作中仪器名称、试剂选择、硫酸铁溶液配制、检验方案的试剂、离子方程式书写等知识，题目综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力，本题难度中等．