Question

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。现有一红色粉末可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，设计合理的实验探究样品中Fe₂O₃、Cu₂O的存在。

查阅数据知：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。

请完成以下实验探究过程：

（一）提出假设

假设1：红色粉末是Fe₂O₃；

假设2：红色粉末是__________________；

假设3：红色粉末是___________________。

(二)设计实验方案

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________________________。

（3）若固体粉末完全溶解，向所得溶液中滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_______________。写出实验过程中发生反应的离子方程式________________、_______________、__________________。

（4）若经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．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_______。

Answer

（一）Cu2O Fe2O3和Cu2O的混合物（此两空可颠倒顺序）

（二）（1）红色粉末溶解，溶液变血红色。

（2）不合理；Cu能将Fe3+还原为Fe2+ 。

（3）Fe2O3和Cu2O的混合物；

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（4）9(b-a)/a×100%

【解析】

试题分析：（一）提出假设由于红色粉末可能是Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设三：红色粉末是Fe2O3和Cu2O二者的混合物；(二)设计实验方案（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Fe2 O3 ，则实验现象是固体完全溶解，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；（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：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

（4）Cu2O～2CuO 质量增重△w

144 g 160 16 g

m(Cu2 O) (b-a)g

所以m(Cu2 O)= [144g×(b−a)g]÷16g=9(b-a)g，故混合物中Cu2 O的质量分数=[9(b-a)g÷ag] ×100%=9(b-a)/a×100%。

考点：考查实验的设计及评价、Fe3+的检验方法及混合物中组成成分含量的计算的知识。