题目内容

17.三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料.某校一化学实验小组通 过实验来探究红色粉末是 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,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 设计探究实验,取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂.
(1)①若假设1成立,则实验现象是固体全溶,溶液变为血红色;
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,则证明原固体粉末是Fe2O3和Cu2O;
③在做FeCl3溶液和KSCN溶液的对照实验时,某同学错加试剂出现了下列现象,先往FeCl3溶液中加入一些 NaF 溶液,再滴加KSCN溶液,未呈红色,若再加入足够量 FeCl3 溶液,又会呈现红色.对这一现象有三种解释:
(a)F-能还原 Fe3+,使之转化为 Fe2+(b)F-能与 Fe3+结合成难电离的物质
(c)F-能与 SCN-反应,消耗了加入溶液中的 SCN-
对以上三种解释,你认为正确的是b.
(2)若假设3成立,甲乙两同学为测得红色物质的各成分的含量设计实验过程如下:甲同学:

①操作a的名称为过滤;②试剂C为稀硫酸或稀盐酸;
乙同学:将mg红色粉末在空气中充分加热完全反应后,称量所得固体质量为wg,则红色粉末中Cu2O的质量为9(w-m)g.

分析 依据假设的物质组成是 Fe2O3、Cu2O 或二者混合物可知,假设2为红色粉末是Cu2O;
(1)①Fe3+遇到KSCN溶液呈红色;
②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;
③氟的非金属性很强,所以F-不能还原 Fe3+,F-能与 Fe3+结合成难电离的配合物,如果F-能与 SCN-反应,消耗了加入溶液中的 SCN-,则再加入足够量 FeCl3 溶液,不会呈现红色,据此分析;
(2)样品中加入足量硫酸及铁粉,得到硫酸亚铁溶液及铁、铜的混合物,经过滤得固体B为铁、铜的混合物,和滤液为硫酸亚铁溶液,铁、铜的混合物中加入足量的稀硫酸或稀盐酸,使混合物中铁溶解,得到铜固体为红色粉末,据此答题;
乙同学:红色粉末中氧化铁在空气中加热质量不变,氧化亚铜在空气中加热发生反应2Cu2O+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO,根据反应可计算出红色粉末中Cu2O的质量.

解答 解:依据假设的物质组成是 Fe2O3、Cu2O 或二者混合物可知,假设2为红色粉末是Cu2O,
故答案为:红色粉末是Cu2O;
(1)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;
③氟的非金属性很强,所以F-不能还原 Fe3+,F-能与 Fe3+结合成难电离的配合物,如果F-能与 SCN-反应,消耗了加入溶液中的 SCN-,则再加入足够量 FeCl3 溶液,不会呈现红色,所以正确的解释是F-能与 Fe3+结合成难电离的物质,
故选b;
(2)样品中加入足量硫酸及铁粉,得到硫酸亚铁溶液及铁、铜的混合物,经过滤得固体B为铁、铜的混合物,和滤液为硫酸亚铁溶液,铁、铜的混合物中加入足量的稀硫酸或稀盐酸,使混合物中铁溶解,得到铜固体为红色粉末,
①根据上面的分析,操作a的名称为过滤,
故答案为:过滤;
②根据上面的分析,试剂c为稀硫酸或稀盐酸,
故答案为:稀硫酸或稀盐酸;
乙同学:红色粉末中氧化铁在空气中加热质量不变,设氧化铁的质量为x,
根据反应2Cu2O+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuO
       288        320
        m-x       w-x
所以有$\frac{288}{m-x}$=$\frac{320}{w-x}$,x=10m-9w,则红色粉末中Cu2O的质量为9(w-m)g,
故答案为:9(w-m)g.

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.

练习册系列答案
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