Question

【題目】某紅色固體粉末樣品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一種或兩種，某校化學自主探究實驗小組擬對其組成進行探究。查閱資料：Cu2O在酸性溶液中會發生反應：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。

實驗探究一　 學生甲利用如圖所示裝置進行實驗，稱量反應前后裝置C中樣品的質量，以確定樣品的組成。回答下列問題：

(1)儀器組裝完成后，夾好止水夾，_________________，則說明裝置A的氣密性良好。

(2)從下列實驗步驟中，選擇正確的操作順序：__________________(填序號)。

①打開止水夾　②熄滅C處的酒精噴燈　③C處冷卻至室溫后，關閉止水夾　④點燃C處的酒精噴燈　⑤收集氫氣并驗純

實驗探究二

(3)學生乙取少量樣品于燒杯中，加入過量稀硫酸，并作出如下假設和判斷，結論正確的是________(填選項字母)。

A．若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2O

B．若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3

C．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O

另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色氣體證明樣品中一定含有________，寫出產生上述氣體的化學方程式：______________________。

實驗探究三

(4)學生丙取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，反應后經過濾得到固體3.2 g，測得濾液中Fe2＋有1.0 mol，則樣品中n(Cu2O)＝___ mol。

Answer 1

【答案】（1）向裝置A中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液注，過一段時間若液柱高度保持不變（2分）

（2）①⑤④②③（2分） （3）C（2分） Cu2O （2分）

Cu2O+6HNO3（濃）＝2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O；（2分） （4）0.55 （2分）

【解析】

試題（1）儀器組裝完成后，夾好止水夾，在長頸漏斗中加水形成一段水柱，且不發生變化證明氣密性完好，向裝置A中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液注，過一段時間若液柱高度保持不變，則說明裝置A的氣密性良好。

（2）氫氣混有空氣加熱發生爆炸，所以開始先通氫氣，打開止水夾生成氫氣，通過后續裝置充滿氫氣，目的是排出裝置中的空氣，檢驗最后U型管出來的氣體氫氣純度，氣體純凈后再點燃C處的酒精噴燈，反應完成后先撤酒精燈，玻璃管冷卻再停氫氣，然后熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關閉止水夾，防止生成的銅被空氣中氧氣氧化，正確的存在順序為：①⑤④②③；

（3）學生乙取少量樣品于燒杯中，加入過量稀硫酸，并作出如下假設和判斷，結論正確的是________。

A．若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，由于鐵離子能氧化金屬銅，所以不一定不含有Cu2O，A錯誤；B．若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，由于鐵離子能氧化金屬銅，所以不一定不含有Fe2O3，B錯誤；C．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，即不存在亞鐵離子，由于鐵離子能氧化金屬銅，所以說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O，C正確；

另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色氣體，這說明硝酸被還原，因此證明樣品中一定含有Cu2O，產生上述氣體的化學方程式為Cu2O+6HNO3（濃）＝2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O。

（4）2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O，固體為銅，鐵離子全部反應生成亞鐵離子，生成1.0molFe2+，消耗Cu 0.5mol，剩余Cu物質的量=3.2g÷64g/mol＝0.05mol，原樣品中Cu2O物質的量=0.05mol+0.5mol=0.55mol.。