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:

实验室有下列试剂可供选择:

A.氯水             B.H2O2             C.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?

______________________________________________________________________________

 

【答案】

固体完全溶解,溶液呈血红色(1分)

Fe2O3 +6H+ = 2Fe3++3H2O  Cu2O+2H+ = Cu+Cu2++ H2O

2Fe3++Cu ="=" 2Fe2++Cu2+(3分)

恒重操作、坩埚(2分)

(2分)

试剂1为B,试剂2为D。(2分)

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。(2分)

【解析】

试题分析:

(1)若红色粉末只有氧化铁,则不会出现铜单质沉淀,所以现象为固体完全溶解,且三价铁遇硫氰化钾溶液显红色。所以溶液呈红色。

(2)滴价硫氰化钾溶液不变红,说明三价铁反应完,而三价铁离子应该是与氧化亚铜溶于稀硫酸生成的铜单质反应。即Fe2O3 +6H+ = 2Fe3++3H2O  Cu2O+2H+ = Cu+Cu2++ H2O

2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+

(3)在实验过程中,需要重复实验来确保实验结果的准确性,所以需要恒重操作。还缺少的是灼烧固体的坩埚。

(4)Cu2O ~2CuO 质量增重△w  

144 g               16 g 

m(Cu2O)         (b-a)g 

所以m(Cu2O)=144g×(b-a)/16g=9(b-a)g 

所以混合物中Cu2O的质量分数为9(b-a)g/ag ×100%

(5)红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物,由工艺流程可知,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,所得的溶液含有Fe2+,加入试剂1目的是Fe2+将为Fe3+,氯气会引入氯离子,故试剂1应选择B.H2O2;加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe3+转化为

Fe(OH)3沉淀除去,过滤得到硫酸铜溶液,氢氧化钠会引入钠离子,所以试剂2应选择

Cu2(OH)2CO3。

(6)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。

考点:探究物质的组成或测量物质的含量;铁的氧化物和氢氧化物;铜金属及其重要化合物的主要性质

点评:本题考查实验的设计及评价,以及物质的组成的测定,难度较大,注意把握题给信息,是对所需知识的综合考查,需要学生具有扎实的基础与综合运用分析能力。本题的综合性较高,主要围绕铜的化合物与铁的化合物展开,涉及到了变价性质,沉淀原理等。

 

练习册系列答案
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铝、铁、铜的单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛.
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第四周期第VIII族
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4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
;
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.
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4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
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1.12
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  △  
.
 
2AlCl3+3CO.
Al2O3+3C+3Cl2
  △  
.
 
2AlCl3+3CO.
.
(5)三氧化二铁和氧化亚铜(Cu2O)都是红色粉末,常用作颜料.已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4.取少量Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中.
①此过程中发生的反应有(用离子方程式表示):
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
;
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+

②设计实验证明反应后所得溶液中铁元素可能存在形式
取少量所得溶液于试管中,向其中滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红则说明存在铁离子,反之则无,另取少量所得溶液于试管中,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色说明含有亚铁离子,不褪色说明没有亚铁离子
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.
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余,则n(Cu2O)
>
>
n(Fe2O3).(填“>”、“<”或“=”)
装修材料中常用作红色颜料的有三氧化二铁和氧化亚铜.某学生想通过实验探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物.其探究过程如下:
查阅资料:Cu2O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
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)若假设1成立,则实验现象是
没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
.
(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的混合物
Fe2O3和Cu2O的混合物
.
(3)另一同学欲用加热法确定粉末的组成.取72g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80g,则原固体粉末是
Cu2O
Cu2O
.
结论:经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物.
(4)实验小组欲利用该红色粉末制取纯净的胆矾(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、H2O2   C、NaOH    D、CuO,实验小组设计如右实验方案:
①试剂1为
B
B
,试剂2为
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D
(选填字母A、B、C、D).
②固体x的化学式为
Fe(OH)3
Fe(OH)3
.

三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末,常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下:

查阅资料知: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l:红色粉末是Fc2O3    假设2:红色粉末是Cu2O

假设3:红色粉末是Fc2O3和Cu2O的混合物

设计实验:取少量粉末放人足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。

(1)若假设1成立,则实验现象是__             。

(2)若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?____。筒述你的理由              .

(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN溶液时溶液不变红色,则证明原固体粉末是Fc2O3,和Cu2O的混合物,则其质量比为____,写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式           。探究延伸:经实验分析,确定红色粉末为Fc2O3,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ag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bg,则混合物中Cu2O的质量分数为          。

(5)实验小组欲利用该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+、Fe3+、Fe2+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.H2O2  C.NaOH          D.Cu2(OH)2CO3

实验小组设计如下实验方案:

试回答:①试剂1为___         _,试剂2为            (填字母)。

②固体X的化学式为____,③操作I为_           。

 

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