Question

黃銅礦（CuFeS₂）是煉鋼和煉銅的主要原料．在高溫下灼燒生成二氰化二鐵和氧化銅。三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末．常用作顏料。某學校化學興趣小組通過實驗米探究一紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或兩者的混合物。探究過程如下：
【查閱資料】Cu₂O是一種堿性氧化物．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。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試劑。
（1）若假設1成立，則實驗現象是       。
（2）滴加KSCN試劑后溶液不變紅色．某同學認為原同體粉末中一定不含三氧化二鐵。你認為這種說法合理嗎?   。簡述你的理由（不需寫出反應的化學方程式）：              。
（3）若固體粉末未完全溶解，仍然有固體存在．滴加KSCN試劑時溶液不變紅色．則證明原固體粉末是   ，寫出發生的氧化還原反應的離子方程式：     。
【探究延伸】
（4）經過實驗分析．確定紅色粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。實驗小組欲利用該紅色粉末制取較純凈的膽礬（CuSO₄·5H₂O）。經過查閱資料得知．在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

實驗小組設汁如下實驗方案：

①試劑1為   ．試劑2為       . （填字母）

A．氯水

B．H2O2

C．NaOH

D．CuO

②固體X的化學式為        。
③操作II為              。

Answer 1

（1）固體完全溶解，溶液呈血紅色
（2）不合理；當原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀H₂SO₄后產生的Fe³⁺與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也可能不變紅色
（3）Fe₂O₃和Cu₂O；Cu₂O+2H⁺="Cu" + Cu²⁺+ H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺
（4）①B；D  ②Fe(OH)₃     ③蒸發濃縮、冷卻結晶

試題分析：（1）取少量粉末放入足量稀硫酸中．Fe₂O₃與硫酸發生反應：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+H₂O.反應后產生了Fe³⁺。在所得溶液中再滴加KSCN試劑，會看到固體完全溶解，溶液呈血紅色。（2）滴加KSCN試劑后溶液不變紅色．某同學認為原同體粉末中一定不含三氧化二鐵。這種說法是錯誤的，因為當原固體粉末為Fe₂O₃和Cu₂O的混合物時，加入稀H₂SO₄后產生的Fe³⁺與Cu反應生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也可能不變紅色。（3）若固體粉末未完全溶解，仍然有固體存在．滴加KSCN試劑時溶液不變紅色．則證明原固體粉末是Fe₂O₃和Cu₂O，發生的氧化還原反應的離子方程式為Cu₂O+2H⁺="Cu" + Cu²⁺+ H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺。（4）①將含有Fe₂O₃和Cu₂O的混合物用硫酸溶解，發生反應Cu₂O+2H⁺="Cu" + Cu²⁺+ H₂O、2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，由于Fe(OH)₂和Cu(OH)₂沉淀的PH很接近，不容易分離、提純。而Fe(OH)₃沉淀的PH較小，二者差別較大，溶液分離。所以再向該溶液中加入H₂O₂把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再加入CuO調節溶液的PH至3.7左右，Fe³⁺完全轉化為Fe(OH)₃沉淀除去。濾液的主要成分為CuSO₄，再將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶，然后過濾即得到較純凈的膽礬（CuSO₄·5H₂O）。₄·5H₂O）的制取方法。主要涉及的知識有物質成分的確定、Fe³⁺的檢驗、雜質的除去、混合物的分離、物質的提純、化學方程式、離子方程式的書寫等知識。