Question

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_          。

Answer 1

（1）固体完全溶解，溶液变为红色；（2）不合理     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）10:9   Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺
（4）[9(b?a) ]/a ×100%；（5）①B、D②Fe（OH）₃?蒸发浓缩 ，冷却结晶

试题分析：（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；（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；（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⁺；溶液不变红，且无固体残留，即为恰好完全反应，氧化铁和氧化亚铜的物质的量比值为1:1，质量比：10:9。
（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) ]/a ×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，故试剂2应选择Cu₂（OH）₂CO₃，得到的沉淀x为Fe（OH）₃，接下来蒸发浓缩，冷却结晶。