Question

Fe₂O₃、Cu₂O都是紅色粉末，常用作顏料．某校化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．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：
假設1：紅色粉末是Fe₂O₃
假設2：紅色粉末是Cu₂O
（1）假設3：

紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

．
設計探究實驗：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 溶液．
（2）若假設1成立，則實驗現象是

溶液變為血紅色

．
（3）若滴加 KSCN 試劑后溶液不變紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵．你認為這種說法合理嗎？

不合理

．簡述你的理由

Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺

．
（4）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，則證明原固體粉末是

Fe₂O₃和Cu₂O的混合物

，寫出發生反應的離子方程式

Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

、

Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O

、

2Fe³⁺+Cu=2 Fe²⁺+Cu²⁺

．
探究延伸：經實驗分析，確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（5）實驗小組欲用加熱法測定Cu₂O的質量分數．取a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質量不再變化時，稱其質量為bg（b＞a），則混合物中Cu₂O的質量分數為

9(b-a)

a

×100%

．

Answer 1

分析：（1）假設3：根據題目信息可知，Fe₂O₃、Cu₂O都是紅色粉末，所以紅色物質可以是兩者的混合物；
（2）滴加 KSCN 溶液，Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色；
（3）根據Cu₂O遇到酸產生Cu，Cu能與Fe³⁺反應進行判斷；
（4）若固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，根據物質的相關性質書寫反應的有關離子方程式；
（5）利用銅原子守恒找出關系式：Cu₂O～2CuO～O，根據質量差（b-a）就是氧原子的質量，計算出Cu₂O的物質的量和質量分數．

解答：解：（1）假設3：根據題目信息可知，Fe₂O₃、Cu₂O都是紅色粉末，所以紅色物質可以是兩者的混合物，
故答案為：紅色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物；
（2）若假設1成立，取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 溶液，則溶液中含有Fe³⁺遇到KSCN溶液呈紅色，
故答案為：溶液變為血紅色；
 （3）如果混合物中含有Cu₂O，遇到酸產生Cu，Cu能與Fe³⁺反應：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，則加入KSCN溶液也不變色，所以此種說法不正確，
故答案為：不合理；Cu能將Fe³⁺還原為Fe²⁺；
 （4）固體全部溶解，則一定存在Fe₂O₃和Cu₂O，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⁺溶解產生的Cu，反應的有關離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe₂O₃和Cu₂O的混合物； Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（5）Cu₂O加熱變成了氧化銅，根據銅原子守恒，加熱后質量增加的就是氧元素的質量，根據關系式：Cu₂O～2CuO～O，增加的氧原子的物質的量就是Cu₂O的物質的量，
n（O）=

b-a

16

mol=n（Cu₂O），Cu₂O的質量分數是：

144× b-a 16

a

×100%=

9(b-a)

a

×100%，
故答案是：

9(b-a)

a

×100%．

點評：本題考查實驗的設計評價及物質組成的測定，做題時注意把握題中提供的信息，合理分析，本題難度中等．