Question

7．三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可能是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究过程如下：
【查资料】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3：两者混合物．
【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，则实验现象是固体完全溶解，溶液呈血红色．
（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）当原粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物时，加入稀硫酸后产生的Fe³⁺全部与Cu反应生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也不变红色．
（3）若粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则原固体粉末是Fe₂O₃和Cu₂O．
【探究延伸】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b g（b＞a），则混合物中Cu₂O的质量分数为$\frac{9（b-a）}{a}×100%$．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈红色；
（2）Cu₂O遇到酸产生Cu，Cu能与Fe³⁺反应；
（3）若固体全部溶解，则一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，根据物质的相关性质书写反应的有关离子方程式
（4）依据题意，能发生反应的物质为Cu₂O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu₂O的质量分数．

解答 解：（1）若假设1成立，则溶液中含有Fe³⁺，遇到KSCN溶液呈红色，故答案为：固体完全溶解，溶液呈血红色；
（2）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸产生Cu，Cu能与Fe³⁺反应：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，则加入KSCN溶液也不变色，故此种说法不正确，
故答案为：不合理；当原粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物时，加入稀硫酸后产生的Fe³⁺全部与Cu反应生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也不变红色；
（3）固体全部溶解，则一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，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，涉及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； 
（4）依据题意，能发生反应的物质为Cu₂O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu₂O的质量分数．
设样品中氧化亚铜的质量为m，
2Cu₂O+O₂═4CuO△m
288g             32g
 m              （b-a）g
 m=$\frac{288×（b-a）g}{32g}$=9（b-a）g，混合物中Cu₂O的质量分数为$\frac{9（b-a）}{a}×100%$，
故答案为：$\frac{9（b-a）}{a}×100%$．

点评 本题考查实验的设计及评价，以及物质的组成的测定，并涉及运用差量法进行计算，本题难度较大，做题时注意把握题给信息．