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

探究一：用如圖所示裝置進行實驗，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)裝置A是氫氣的發生裝置，可以選用的藥品是________(填選項)。

A．稀硫酸和鋅片 B．稀硝酸和鐵片 C．氫氧化鈉溶液和鋁片 D．濃硫酸和鎂片

(3)從下列實驗步驟中，選擇正確的操作順序：①________③(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

⑥通入氣體一段時間，排盡裝置內的空氣

探究二：

(4)取少量樣品于試管中，加入適量的稀硫酸，若無紅色物質生成，則說明樣品中不含Cu2O；此觀點是否正確________(填“是”或“否”)，若填“否”，則原因是_________________________________(用離子方程式說明)；

另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色的氣體，證明樣品中一定含有__________，取少量反應后的溶液，加適量蒸餾水稀釋后，滴加_____________________(填試劑和實驗現象)，則可證明另一成分存在，反之，說明樣品中不含該成分。

探究三：

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

Answer 1

【答案】)向裝置A中的長頸漏斗內加水至形成一段水柱，若一段時間內水柱高度保持不變 AC ⑥⑤④② 否 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Cu2O KSCN溶液，若溶液變紅色 0.55

【解析】

(1)儀器組裝完成后，夾好止水夾，向裝置A中的長頸漏斗內加水至形成一段水柱，若一段時間內水柱高度保持不變，則說明裝置A的氣密性良好；綜上所述，本題答案是：向裝置A中的長頸漏斗內加水至形成一段水柱，若一段時間內水柱高度保持不變。

(2) 裝置A為固液不加熱型，稀硫酸和鋅片反應能生成氫氣，稀硝酸和鐵片反應生成一氧化氮，濃硫酸和鎂片反應生成二氧化硫，氫氧化鈉溶液和鋁片反應生成氫氣，AC項正確；綜上所述，本題答案是：AC。

(3) 在實驗前應先將裝置內空氣排盡并驗純，實驗結束后應先熄滅酒精燈，保持氣體繼續通入一段時間后關閉止水夾，所以正確的操作順序是①⑥⑤④②③；綜上所述，本題答案是：⑥⑤④②。

(4)樣品中含有的氧化鐵溶于稀硫酸生成鐵離子，Cu2O在酸性條件下發生歧化反應生成亞銅離子和金屬銅，銅與鐵離子發生反應：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所以看不到無紅色物質生成，但不能說明樣品中不含Cu2O；另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產生紅棕色的氣體，即反應生成了二氧化氮，說明樣品中含有還原性物質，即含有Cu2O；如果反應后的溶液中含有鐵離子，可以用硫氰化鉀溶液進行檢驗，如果出現紅色溶液，證明含有鐵離子；綜上所述，本題答案是：否 ，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；Cu2O；KSCN溶液，若溶液變紅色。

(5)溶液中依次發生反應的離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，反應后，過濾得到m(Cu)=3.2g，濾液中Fe2+有1.0mol，則參與反應的n(Cu)=0.5mol，所以反應中生成 Cu的物質的量為3.2/64+0.5=0.55mol，所以樣品中n(Cu2O)＝0.55mol；綜上所述，本題答案是：0.55。