Question

【题目】黄铜矿（CuFeS2）是炼钢和炼铜的主要原料，在高温下灼烧生成三氧化二铁和氧化亚铜．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某学校化学兴趣小组通过实验来探究﹣红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物，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．
[提出探究实验]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 ．
（2）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，某同学认为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？ ． 简述你的理由（不需要写出反应的化学方程式） ．
（3）若固体粉末完全溶液无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是 ， 写出发生的氧化还原反应的离子方程式： ．
（4）[探究延伸]经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物．实验小组称取3.04g该红色粉末，设计如下实验方案进行实验．经查资料得知，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
开始沉淀时的pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全时的pH	13	14	3.7

步骤Ⅰ：将3.04g红色粉末溶于足量稀硫酸中，再加入足量H2O2溶液，振荡，得澄清透明溶液X．
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y和滤液Z．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M．
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO45H2O晶体．
①沉淀Y的化学式为 ．
②步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器 ．
a．烧杯b．玻璃棒c．分液漏斗d．酒精灯e．铁架台（带铁圈）f．托盘天平g．量筒h．蒸发皿i．容量瓶．
③红色粉末样品中Cu2O的质量分数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）固体完全溶解，溶液呈血红色
（2）不合理；当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+ ， 滴加KSCN溶液后也可能不变红色
（3）Fe2O3和Cu2O；Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
（4）Fe（OH）3；cgi；47.4%
【解析】解：（1）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，若假设1成立，红色粉末是Fe2O3 ， 则实验现象是固体完全溶解，溶液呈血红色，所以答案是：固体完全溶解，溶液呈血红色；（2）滴加KSCN试剂后溶液不变红色，说明溶液中无铁离子，可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜，生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子，使溶液遇到硫氰酸钾不变红色，所以滴加KSCN试剂后溶液不变红色，不能说明原混合物不含氧化铁，
所以答案是：不合理；当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+ ， 滴加KSCN溶液后也可能不变红色；（3）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+；
所以答案是：Fe2O3和Cu2O；Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；（4）①红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物溶于硫酸后，氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，过程分析判断固体Y为氢氧化铁沉淀；调节溶液PH使铁离子全部沉淀，为不引入杂质需要加入氧化铜或碱式碳酸铜调节溶液PH；
所以答案是：Fe（OH）3；
②步骤Ⅳ是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，需要用到仪器有：a．烧杯，b．玻璃棒，d．酒精灯，e．铁架台（带铁圈），f．托盘天平，h．蒸发皿；
步骤Ⅳ中不需要用到的实验仪器：c．分液漏斗，g．量筒，i．容量瓶；
所以答案是：cgi；
③经试验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，
步骤Ⅰ：将3.04g红色粉末溶于足量稀硫酸中，再加入足量H2O2溶液，氧化亚铁离子为铁离子，振荡，得澄清透明溶液X．
步骤Ⅱ：在溶液X中加入适量Cu（OH）2粉末，调节溶液pH=4.0，过滤，得红褐色沉淀Y为氢氧化铁和滤液Z为硫酸铜溶液．
步骤Ⅲ：将沉淀Y充分灼烧，得1.6g红色固体M为Fe2O3 ， 物质的量= =0.01mol
步骤Ⅳ：将滤液Z蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得6.0gCuSO45H2O晶体，物质的量= =0.024mol．
红色粉末样品中Cu2O的质量分数= ×100%=47.4%，
所以答案是：47.4%．