Question

10．三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料．某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者的混合物．探究過程如下：
查閱資料：Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空氣中加熱生成CuO
提出假設(shè)：
假設(shè)l：紅色粉末是Fe₂O₃
假設(shè)2：紅色粉末是Cu₂O
假設(shè)3：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物
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）若假設(shè)1成立，則實驗現(xiàn)象是固體全溶，溶液變?yōu)檠�紅色．
（2）若假設(shè)2成立，則實驗現(xiàn)象是有有紅色固體生成，溶液變藍，加入KSCN時，溶液不變紅色．
（3）若固體放入足量稀硫酸中，經(jīng)充分反應后，固體全部溶解，滴加KSCN試劑時，溶液不變紅色，則證明假設(shè)3（填數(shù)字）成立，寫出可能發(fā)生的離子方程式Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺．
（4）經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．實驗小組欲用加熱法測定Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)．取ag固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時，稱其質(zhì)量為bg（b＞a），則混合物中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（2）Cu₂O遇到酸生成Cu和硫酸銅，無Fe³⁺所以溶液也不變紅；
（3）銅不溶于稀硫酸，所以銅只能被鐵離子氧化；
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差計算可以得出Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）若假設(shè)1成立，F(xiàn)e₂O₃與稀硫酸反應生成Fe³⁺，固體溶解遇到KSCN溶液呈紅色，
故答案為：固體全溶，溶液變?yōu)檠�紅色．
（2）由資料知Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，銅為紅色固體不溶水，銅離子的顏色為藍色所以溶液變藍，因溶液中無Fe³⁺所以滴加KSCN試劑也不變紅，
故答案為：有紅色固體生成，溶液變藍，加入KSCN時，溶液不變紅色；
（3）因為Cu₂O溶于硫酸生成Cu和CuSO₄，而H₂SO₄不能溶解Cu，所以混合物中必須有Fe₂O₃存在，使其生成的Fe³⁺溶解產(chǎn)生的Cu，若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，涉及的反應有Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺，
故答案為：3；Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，2Fe³⁺+Cu═2Fe+Cu²⁺．
（4）依據(jù)題意，能發(fā)生反應的物質(zhì)為Cu₂O，最后變成CuO，增加的質(zhì)量就是反應的氧氣的質(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=$\frac{288（b-a）g}{32g}$=9（b-a）g，
混合物中Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)為 $\frac{9（b-a）}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{9（b-a）}{a}$×100%．

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，本題難度中等，做題時要特別重視題干所給給信息的應用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．