Question

裝修材料中常用作紅色顏料的有三氧化二鐵和氧化亞銅．某學(xué)生想通過實(shí)驗(yàn)探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．其探究過程如下：
查閱資料：Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空氣中加熱生成CuO．
提出假設(shè)：
假設(shè)1：紅色粉末是Fe₂O₃；
假設(shè)2：紅色粉末是Cu₂O；
假設(shè)3：______．
設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN試劑．
（1）若假設(shè)1成立，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______．
（2）若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變紅色，則證明原固體粉末是______．
（3）另一同學(xué)欲用加熱法確定粉末的組成．取72g固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時，稱其質(zhì)量為80g，則原固體粉末是______．
結(jié)論：經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）實(shí)驗(yàn)小組欲利用該紅色粉末制取純凈的膽礬（CuSO₄?5H₂O）．經(jīng)查閱資料得知，在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實(shí)驗(yàn)室有下列試劑可供選擇：A、氯水　B、H₂O₂　 C、NaOH　　D、CuO，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如右實(shí)驗(yàn)方案：
①試劑1為______，試劑2為______（選填字母A、B、C、D）．
②固體x的化學(xué)式為______．

Answer 1

解：學(xué)生想通過實(shí)驗(yàn)探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根據(jù)假設(shè)1、2，可知假設(shè)為紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案為：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）若紅色粉末是Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，
故答案為：沒有紅色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色；
（2）因?yàn)镃u₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必須有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解產(chǎn)生的Cu，則一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（3）因?yàn)镃u₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必須有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解產(chǎn)生的Cu，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（4）Cu₂O～～～2CuO 質(zhì)量增重△w
144 g 16 g
m（Cu₂O） 80g-72g=8 g
所以m（Cu₂O）==72g，
氧化亞銅質(zhì)量等于固體質(zhì)量，則原固體粉末是Cu₂O，
故答案為：Cu₂O；
（5）紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工藝流程可知，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入試劑1目的是Fe²⁺將為Fe³⁺，氯氣會引入氯離子，故試劑1應(yīng)選擇B．H₂O₂；
加入試劑2目的是調(diào)節(jié)溶液的PH值使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去，過濾得到硫酸銅溶液，氫氧化鈉會引入鈉離子，故試劑2應(yīng)選擇CuO，得到的沉淀x為Fe（OH）₃，
故答案為：B；D；Fe（OH）₃．
分析：學(xué)生想通過實(shí)驗(yàn)探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．根據(jù)假設(shè)1、2，可知假設(shè)為紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（1）Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液紅色；
（2）若固體全部溶解，所得溶液中滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色，說明沒有鐵離子，只有氧化鐵，溶液顯紅色，只有氧化亞銅，會有不溶物，則一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸銅、銅，有Cu生成，固體恰好完全溶解，向溶液中滴加KSCN，溶液不變紅色，則生成Cu能與Fe³⁺恰好完全反應(yīng)Fe²⁺；
（3）加熱方式反應(yīng)2Cu₂O+O₂=4CuO，固體質(zhì)量增重，根據(jù)固體增重利用差量法計(jì)算Cu₂O的質(zhì)量，據(jù)此判斷；
（5）紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工藝流程可知，放入足量稀硫酸中會有Cu生成，Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入試劑1目的是Fe²⁺將為Fe³⁺，且不能引入新雜質(zhì)；加入試劑2目的是調(diào)節(jié)溶液的PH值使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去，過濾得到硫酸銅溶液，注意不能引入新雜質(zhì)．
點(diǎn)評：本題考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及評價(jià)，以及物質(zhì)的組成的測定，難度較大，注意把握題給信息，是對所需知識的綜合考查，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析能力．