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，设计的操作流程如下：

（1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器为

 

；①和⑥中都用到的玻璃仪器为

 

；
（2）已知试剂x为过氧化氢，写出H₂O₂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：1.0molgL-¹硫酸、1.0mol?L^-1NaOH溶液、0.1mol?L^-1Fe₂（SO₄）₃溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水．请你设计合趣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

 

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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：

分析：废弃固体（主要成分Cu₂S和Fe₂O₃）①煅烧，使硫化亚铜反应生成氧化铜，②稀硫酸溶解得到A溶液主要含二价铜和三价铁离子，再加过量的铁屑，将A溶液主要含二价铜还原成铜单质，三价铁离子还原成二价铁，过滤得到B为铜和过量的铁，再加稀硫酸溶解、过滤就可以得到粗铜；而溶液B主要是二价铁离子，加入试剂x为过氧化氢把亚铁离子氧化成三价铁离子，最后通过蒸发浓缩，冷却结晶得到Fe₂（SO₄）₃晶体；
（1）①固体灼烧用到容器坩埚；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为过氧化氢氧化亚铁离子，反应方程式：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（主要成分Cu₂S和Fe₂O₃）①煅烧，使硫化亚铜反应生成氧化铜，②稀硫酸溶解得到A溶液主要含二价铜和三价铁离子，再加过量的铁屑，将A溶液主要含二价铜还原成铜单质，三价铁离子还原成二价铁，过滤得到B为铜和过量的铁，再加稀硫酸溶解、过滤就可以得到粗铜；而溶液B主要是二价铁离子，加入试剂x为过氧化氢把亚铁离子氧化成三价铁离子，最后通过蒸发浓缩，冷却结晶得到Fe₂（SO₄）₃晶体；
（1）①灼烧固体应该放在坩埚中，所以①中所需的容器是坩埚；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； 玻璃棒；
（2）加入试剂x为过氧化氢氧化亚铁离子，反应方程式：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）根据乙同学的猜测是溶液中的SCN^-被过量的氧化剂氧化所致，所以现在只要能证明溶液中还有SCN^-，则乙同学的猜测是不合理的，如果没有，则说明乙同学的猜测是合理的，所以在原溶液中重新加入硫氰化钾溶液，若是溶液变红，说明原溶液中没有SCN^-，该同学猜测合理，否则不合理；或者滴加过量的0.1 mol?L^-1 Fe₂（SO₄）₃溶液，如溶液不变红色，也能说明原溶液中没有SCN^-，该同学猜测合理，若变红色，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．