Question

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一红色粉末是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）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

．
（2）若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，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？

不合理

，简述你的理由（不需写出反应的方程式 ）

Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺

（3）若固体粉末完全溶解，向所得溶液中滴加 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

，写出实验过程中发生的氧化还原反应的离子方程式

Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

探究延伸：若经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数．取a g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（b＞a），则混合物中Cu₂O的质量分数为

9(b-a)

a

×100%

．
（5）某铝土矿样品经测定是由Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、SiO₂等氧化物组成，取样品适量放入烧杯中，加入稀硫酸将其溶解，过滤，取滤液少量于试管中，若证明滤液中含有+2价的铁，选用的试剂和现象为

向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有

．

Answer 1

分析：（1）Fe₂O₃与硫酸反应生成硫酸铁，铁离子遇KSCN溶液红色；
（2）红色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色；
（3）若固体全部溶解，所得溶液中滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，则一定是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中发生反应生成硫酸铁、硫酸铜、铜，有Cu生成，固体恰好完全溶解，向溶液中滴加KSCN，溶液不变红色，则生成Cu能与Fe³⁺恰好完全反应Fe²⁺．
（4）加热方式反应2Cu₂O+O₂=4CuO，固体质量增重，根据固体增重利用差量法计算Cu₂O的质量，再利用质量分数等于计算；
（5）若滤液中含有+2价的铁，亚铁离子具有还原性，可以向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．

解答：解：（1）若红色粉末是Fe₂O₃，Fe₂O₃与硫酸反应生成硫酸铁，没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色．
故答案为：没有红色不溶物，滴加KSCN溶液，溶液变为红色；
（2）红色粉末若是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色，所以说法不合理．
故答案为：不合理；Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺；
（3）因为Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解产生的Cu，反应的有关离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
故答案为：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物； Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（4）Cu₂O～～～2CuO  质量增重△w  
    144 g                 16 g  
  m（Cu₂O）                （b-a） g  
所以m（Cu₂O）=

144g×(b-a)g

16g

=9（b-a）g，
故混合物中Cu₂O的质量分数为

9(b-a)g

ag

×100%=

9(b-a)

a

×100%．
故答案为：

9(b-a)

a

×100%．
（5）若滤液中含有+2价的铁，亚铁离子具有还原性，可以向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．
故答案为：向滤液加入几滴高锰酸钾溶液，紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有．

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．