Question

（15分）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：___________________________                           

假设3：__________________________________                    （此两空填在答题卡上）

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                                            。

（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？          ，简述你的理由(不需写出反应的方程式 )                        

（3）若固体粉末完全溶解无固体存在 , 滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色 , 则证明原固体粉末是                  ，写出发生反应的主要离子方程式                                    

【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bg（b > a），则混合物中Cu₂O的质量分数为                         。

（5）某铝土矿样品经测定是由Al₂O₃、Fe₂O₃、 FeO、 SiO₂等氧化物组成，请设计一简单实验，确定该矿物中含有+2价的铁（写出所用试剂，操作方法和结论）。

Answer

假设2：红色粉末是Cu2O （1分）    假设3：红色粉末既有Fe2O3又有Cu2O（1分）

(1).溶液变为棕黄色  （1分）

(2).不合理. （1分）有可能同时含有Fe2O3,Cu2O,但Cu2O与H2SO4反应产生的Cu能与Fe3+反应,使Fe3+变为Fe2+（2分）

(3).Fe2O3与Cu2O的混合物（2分）  2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+.（2分）

(4). w(Cu2O)=[9(b-a)/a]×100%（2分）

（5）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，再加入几滴高锰酸钾溶液,其紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有。（3分）

【解析】由于Fe2O3、Cu2O都是显红色的，所以根据假设1可知，假设2和3分别是假设2：红色粉末是Cu2O ；假设3：红色粉末既有Fe2O3又有Cu2O。

（1）氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，溶液显棕黄色。

（2）由于硫酸铁能和铜反应生成硫酸亚铁，所以溶液中不存在铁离子，不能说明只含有氧化铁，也可能含有氧化亚铜，生成的铜将铁离子还原，溶液也不显红色。

（3）根据以上分析可知，此时固体是Fe2O3与Cu2O的混合物。固体溶于硫酸，先生成硫酸铁、硫酸铜和铜，然后铜又恰好与硫酸铁反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+.。

（4）加热时发生的反应为2Cu2O＋O24CuO，固体增加bg－ag，所以根据方程式可知氧化亚铜的质量是，所以氧化亚铜的质量分数为w(Cu2O)=[9(b-a)/a]×100%。

（5）要检验亚铁离子，可以利用其还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色而检验，即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，再加入几滴高锰酸钾溶液,其紫红色若能褪去，则说明矿样中含有+2价的铁；反之则没有。