Question

三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某�；瘜W(xué)實驗小組通過實驗探究某紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．探究過程如下：
查閱資料：Cu₂O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．
設(shè)計探究實驗：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN試劑．
（1）若只有Fe₂O₃，則實驗現(xiàn)象是

固體完全溶解，溶液呈血紅色

．
（2）若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變紅色，則此過程中的離子反應(yīng)為：

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

．
（3）經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末為Cu₂O和Fe₂O₃的混合物．實驗小組欲測定Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)．已知Cu₂O在空氣中加熱生成CuO．
測定流程：

實驗中操作A的名稱為

恒重操作

．
灼燒過程中，所需儀器有：酒精燈、玻璃棒、

坩堝

等（夾持儀器除外）．
（4）寫出混合物中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)的表達式

9(b-a)

a

（或

900(b-a)

a

%）

．
實驗小組欲利用紅色粉末制取較純凈的膽礬（CuSO₄?5H₂O）．經(jīng)查閱資料得知，在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實驗室有下列試劑可供選擇：A．氯水  B．H₂O₂ C．NaOH    D．Cu₂（OH）₂CO₃
實驗小組設(shè)計如下實驗方案制取膽礬：

（5）用試劑編號表示：試劑l為

B

，試劑2為

D

．
（6）為什么先“氧化”后“調(diào)節(jié)pH”？pH控制范圍為多少？

由于亞鐵離子和銅離子開始沉淀、沉淀完全的pH值很接近，難以分離，把亞鐵離子氧化為鐵離子，pH控制范圍：3.7＜pH＜6將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去

．

Answer 1

分析：（1）只有Fe₂O₃，固體會完全溶解，在所得溶液中滴加KSCN試劑，溶液呈現(xiàn)血紅色；
（2）涉及的反應(yīng)有氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)、氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)、生成的銅和生成的鐵離子反應(yīng)三個方程式；
（3）操作A名稱是恒重操作；根據(jù)灼燒需要的儀器完成；
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差計算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)；
（5）根據(jù)表格可知，F(xiàn)e（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應(yīng)將Fe²⁺先轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質(zhì)不能增加新的雜質(zhì)；
（6）根據(jù)表中使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH數(shù)據(jù)，氫氧化亞鐵和氫氧化銅完全沉淀的PH接近，難以分離，所以先“氧化”后“調(diào)節(jié)pH”；再根據(jù)表中數(shù)據(jù)選擇合適的PH范圍．

解答：解：（1）若只有Fe₂O₃，放入足量稀硫酸中，固體會全部溶解，滴加硫氰化鉀溶液，溶液呈現(xiàn)血紅色，
故答案是：固體完全溶解，溶液呈血紅色；
（2）若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變紅色，說明生成的鐵離子與氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成的銅反應(yīng)生成了亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式有：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案是：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）實驗中操作A的名稱是：恒重操作；灼燒過程中，所需儀器有：酒精燈、玻璃棒、坩堝等，
故答案是：恒重操作；坩堝；
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差計算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)，
設(shè)樣品中氧化亞銅的質(zhì)量為m，
2Cu₂O+O₂═4CuO△m
288g            32g
m              （b-a）g
m=

288g×(b-a)g

32g

=9（b-a）g，
混合物中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)為：

9(b-a)

a

×100%，
故答案為：

9(b-a)

a

（或

900(b-a)

a

%）
（5）根據(jù)表格可知，F(xiàn)e（OH）₃完全沉淀時，pH最小，故應(yīng)將Fe²⁺先轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，再利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質(zhì)不能增加新的雜質(zhì)，所以試劑l是氧化劑H₂O₂，再加入試劑2Cu₂（OH）₂CO₃調(diào)節(jié)pH，使溶液中的Fe³⁺生成沉淀除去．濾液成分為硫酸銅，經(jīng)加熱蒸發(fā)、過濾后可得五水硫酸銅晶體；
（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由于亞鐵離子和銅離子開始沉淀、沉淀完全的pH值很接近，難以分離，所以把亞鐵離子氧化為鐵離子；
鐵離子開完全沉淀的PH是3.7，銅離子開始沉淀的PH是6.0，所以pH控制范圍是：3.7＜pH＜6，將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去，
故答案是：由于亞鐵離子和銅離子開始沉淀、沉淀完全的pH值很接近，難以分離，把亞鐵離子氧化為鐵離子，pH控制范圍：3.7＜pH＜6將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去．

點評：本題考查實驗的設(shè)計及評價，以及物質(zhì)的組成及含量的測定，本題難度較大，做題時注意把握題給信息．