Question

14．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中所需的容器为坩埚；①和⑥中都用到的玻璃仪器为玻璃棒；
（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2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（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^-1NaOH溶液、0.1mol•L^-1Fe₂（SO₄）₃；溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水．请你设计合理实验验证该同学的猜测是否合理．简要说明实验步骤和现象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）．

Answer 1

分析 废弃固体主要成分Cu₂S和Fe₂O₃，灼烧废气固体发生反应Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO₂+2CuO，所以气体a是SO₂，固体A是CuO和Fe₂O₃，固体A和稀硫酸混合，发生的反应为CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，所以溶液A中成分为CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu、2Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，所以固体B成分是Fe、Cu，滤液B成分为FeSO₄，固体B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反应，过滤得到固体粗铜；
向滤液B中加入试剂X得到溶液C，将溶液C浓缩结晶得到硫酸铁晶体，滤液B中成分是FeSO₄，需要加入氧化剂双氧水将FeSO₄氧化为硫酸铁，所以试剂x是H₂O₂；
（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双氧水氧化亚铁离子，根据电荷守恒和得失电子守恒书写；
（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：（1）①灼烧固体应该放在坩埚中，所以除酒精灯和铁架台（或三脚架）外，①中所需的容器为坩埚；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）由于加入试剂x双氧水目的是氧化亚铁离子，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：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．