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）甲同學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；乙同學認為觀點不正確，其原因是_____________(用離子方程式表示)；丙同學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________，其反應的離子方程式為_____；丁同學設計實驗證明另一種物質是否存在，則其設計方案中檢驗另一種物質所有試劑名稱為______________。

（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中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，若液柱高度保持不變 AC ⑥⑤④② 2Fe3++Cu =2 Fe2++Cu2+ Cu2O Cu2O+6H++2NO3-=2Cu2++2NO2+3H2O 鹽酸 硫氰化鉀 0.55

【解析】(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，若液柱高度保持不變，故答案為：向裝置A中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液注，若液柱高度保持不變；

(2)由反應原理和物質性質可知，稀酸和鋅反應生成氫氣，金屬鋁和強堿溶液反應生成氫氣；A．稀硫酸和鋅片反應生成硫酸鋅和氫氣，故A符合；B．稀硝酸和鐵片反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水，不能生成氫氣，故B不符合；C．氫氧化鈉溶液和鋁片反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，故C符合；D．濃硫酸和鎂片反應生成硫酸鎂、二氧化硫和水，故D不符合；故答案為：AC；

(3)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，操作位熄滅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：①⑥⑤④②③；故答案為：⑥⑤④②；

(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，可能是鐵離子溶解生成的紅色銅，不能證明樣品中不含Cu2O，反應的離子方程式為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；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，氧化亞銅的氧化性大于硫離子，證明樣品中一定含有Cu2O，氧化亞銅和濃硝酸反應生成硝酸銅，二氧化氮和水，反應的化學方程式為：Cu2O+6HNO3(濃)=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O，離子方程式為Cu2O+6H++2NO3-=2Cu2++2NO2+3H2O，要設計實驗證明另一種物質氧化鐵是否存在，需要首先用鹽酸將固體溶解，然后依據鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液設計，若加入硫氰化鉀溶液變紅色，證明含有鐵離子，否則不含有鐵離子；故答案為：2Fe3++Cu =2 Fe2++Cu2+；Cu2O；Cu2O+6H++2NO3-=2Cu2++2NO2+3H2O；鹽酸、硫氰化鉀；

(5)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Cu0.5mol，剩余Cu物質的量==0.05mol，原樣品中Cu2O物質的量=0.05mol+0.5mol=0.55mol，故答案為：0.55。