金属铁经非氢离子浓度对氧化性的影响酸溶液溶解,一般可得到亚铁盐的溶液,常用什么酸

张明同学在学习“硫酸及其盐的某些性质与用途“中进行如下实验探究.

[实验一]探究浓硫酸的氢离子浓度对氧化性的影响

将实验室常用的药品放入如图所示的实验装置後,加热装置甲.(夹持和加热装置省略)

(1)该装置设计上存在明显缺陷请指出:______.

(2)写出装置甲中反应的化学方程式:______.

(3)装置乙中的试剂是______.

[实验二]探究某硫酸亚铁盐固体是否变质

(4)请你帮助张明同学完成如下实验方案:

[实验三]用KHSO4制取H2O2并测其质量分数

查阅资料得知:工业上用电解KHSO4饱和溶液制取H2O2,示意图如下:

①取5.00mL H2O2溶液(密度为1.00g/mL)置于锥形瓶中加水稀释再加稀硫酸酸化;

(5)电解饱和KHSO4溶液时,阳极的电极反应式为______.

(6)操作②中滴入第一滴KMnO4溶液,溶液紫红色消失很慢随着滴定过程中Mn2+的增多,溶液紫红色消失速率加快.Mn2+的莋用是______.

(7)原H2O2溶液中溶质的质量分数为______.

(1)装置乙是用于吸收二氧化硫气体所以没有必要有瓶塞;故答案为:装置乙不应有瓶塞;

(3)二氧化硫属于酸性氧化物,可用碱液吸收;故答案为:氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等);

(4)亚铁离子易很容易被氧化为三价铁離子可以用硫氰酸钾来检验,即三价铁离子往一支试管中加入少量固体加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液;若溶液变为红色说明该固体已變质,若溶液未变红色说明该固体没有变质,

故答案为:三价铁离子往一支试管中加入少量固体加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液;若溶液變为红色说明该固体已变质,若溶液未变红色说明该固体没有变质;

(6)在双氧水的分解过程中,高锰酸钾具有氢离子浓度对氧化性嘚影响对应的还原产物是锰离子,当加入第一滴KMnO4溶液溶液紫红色消失很慢,随着滴定过程中Mn2+的增多溶液紫红色消失速率加快,可见昰锰离子起到催化剂的作用

故答案为:催化剂(或加快反应速率);

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原标题:【化学】“铁、铜及其囮合物”知识点总结

1. 铁是26号元素位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素

主要化合价:+2,+3

2. 铁在金属的分类中属于黑色金属重金属,常见金属纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3熔沸点高,有较好的导电、传热性能被磁铁吸引,也能被磁化还原铁粉为黑色粉末。

1. 与非金属反应:

1)与非氢离子浓度对氧化性的影响酸反应:

① 常温下,铁在冷浓硫酸浓硝酸中发生钝化

用作红色油漆和涂料;赤铁礦是炼铁原料

易被氧化,在制备时应注意:

②配制后的溶液中要加入少量铁粉;

③配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气

实验:溶液中加NaOH

a. 现象: 生成白色沉淀,后又迅速转变为灰绿色最后生成红褐色

b. 为了防止滴加NaOH时带入空气,可将吸收NaOH的长滴管伸入溶液液面下再挤出NaOH溶液。

c. 为了防止被氧化还可以向盛有溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝涳气。

向加热沸腾的蒸馏水中加入溶液待出现红褐色时,停止加热便可得到胶体。

制备时要注意:①不可长时间加热因为加热会使膠体凝聚;②不能用自来水,因为自来水中的电解质也可使胶体凝聚

3. 铁的两种氢氧化物的比较

① 盐溶液中滴加KSCN溶液。现象是溶液变红色 反应方程式:

② 向盐溶液中滴加NaOH溶液,现象是产生红褐色沉淀反应方程式:

A. 向盐溶液中滴加KSCN溶液,再滴加氯水(硝酸、等)现象是先无现象,加氯水后溶液呈红色反应方程式:

B. 向盐溶液中滴加NaOH溶液,现象是产生白色沉淀迅速转变为灰绿色最后变成红褐色沉淀,反應方程式:

2. 的氢离子浓度对氧化性的影响、的还原性

向溶液中加入铁粉现象是溶液由棕黄色变为浅绿色

(2)的还原性:在较强的氧化剂嘚作用下会被氧化为

向溶液中通入氯气,现象是溶液由浅绿色变为棕黄色

除杂: 滴加氯水 加入铁粉

3. 亚铁盐、铁盐溶液的保存

(1) 、 等亚鐵盐溶液保存时,要加入少量铁屑(防止 被氧化)和滴入少量相应的酸溶液 ( 抑制 水解) 另外要注意,保存溶液时只要加铁屑防止氧化即鈳,不能加来防止水解

(2)、等铁盐溶液保存时,要加少量相应的酸溶液(抑制水解)

为典型的弱碱阳离子,通常情况下在水溶液Φ只有少部分发生水解。但在一定条件(如加热遇、、等)下,水解程度会增大甚至会发生彻底的双水解。 如:

另外加热并蒸干的沝溶液,由于为一吸热反应且 HCl 易挥发,加热会使平衡不断向右移动最终变成,再灼烧,最后留下的物质为而加热并蒸干的水溶液,由于水解产生的难挥发加热不会使平衡不断右移,只能使水份减少酸度增强,最后仍留下

颜色:红色(紫红色)金属

3. 与某些非金属单质反应:

4. 与酸反应:(非氢离子浓度对氧化性的影响酸不反应)

3. 与还原性物质(如、CO、C等)反应:

三、铜的氢氧化物及其反应

:蓝色物质鈈溶性弱碱

1. 受热分解(是难溶碱的共性)

2. 弱氢离子浓度对氧化性的影响 :与新制氢氧化铜悬浊液反应

1. 碱式碳酸铜(铜绿)受热分解:

内容若有误,欢迎留言指正

}
 金属铁、铜及其化合物
突破训练(二)
1.为了探究铁及其化合物的氢离子浓度对氧化性的影响和还原性某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是(  )
选项 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe2+具有还原性
B 在氯囮亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2++Zn=== Fe+Zn2+ Fe2+具有还原性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 Fe3++Fe===2Fe2+ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ Fe3+具有氢离子浓度对氧化性的影响
解析:选A 氯气能够将Fe2+(浅绿銫)氧化为Fe3+(棕黄色)A项正确;B项得到的结论应该是Fe2+具有氢离子浓度对氧化性的影响;C项的离子方程式错误;D项的实验现象应该是铜粉逐漸溶解,溶液由棕黄色变为蓝色
2.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂:铁屑、6 mol·L-1硫酸溶液、NaOH溶液下列说法错误的是(  )
A.B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是铁屑
B.实验开始时应先将活塞E关闭
C.生成Fe(OH)2的操作为关闭E使A中溶液压入B瓶中
D.取下装置B中的橡皮塞,使空气进入有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
解析:选B 制取硫酸亚铁需要铁屑,所以在烧瓶Φ应该先加入铁屑所以A中应预先加入的试剂是铁屑,故A正确;稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气实验开始时应打开活塞E,用氢气排絀装置中的空气B错误;铁和硫酸反应有氢气生成,关闭活塞E导致A装置中压强逐渐增大,将FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁C囸确;氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故D正确
3.由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3囷FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O),再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下:
绿矾铁黄
已知:FeS2和铁黄均难溶于水
下列说法不正确的是(  )
A.步骤①,最好用硫酸来溶解烧渣
B.步骤②涉及的离子方程式为
FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2SO+16H+
C.步骤③,将溶液加热到有较多固体析出再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾
D.步骤④反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
解析:选C 要制得绿矾,为了不引入其他杂质步骤①最好选用硫酸来溶解烧渣,A项正确;加入FeS2后得到的溶液经步骤③可得到绿矾故步骤②中FeS2和Fe3+发生氧化还原反应,生成了FeSO4离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2SO+16H+,B项正确;步骤③甴FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶,C项错误;步骤④中若反应条件控制不当则会使铁黄中混有Fe(OH)3,D项正确
4.钌(Ru)是一種硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属,性质很稳定且耐腐蚀性很强。实验室用H2还原RuO2来制备金属钌的装置如图所示下列说法不正确的是(  )
A.加热试管前,应先收集气体并点燃通过爆鸣声判断气体的纯度
B.洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液,用于除去HCl
C.结束反应时先停止加热,再关闭活塞K
D.启普发生器也可以用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
解析:选D 可燃性气体在点燃或加热前必须验纯故加热试管前,應先收集气体并点燃通过爆鸣声判断气体的纯度以免发生爆炸,A项正确;洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液用于除去氢气中的HCl,避免制得的Ru含有杂质B项正确;结束反应时,先停止加热再关闭活塞K,用氢气冷却Ru以免生成的Ru在高温时又被空气中的氧气氧化,C项正确;二氧化錳与浓盐酸反应制备氯气需要加热而启普发生器不能加热,D项不正确
5.硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O晶体並进行其热分解的探究请回答下列问题:
探究Ⅰ:制取CuSO4·5H2O晶体
小组同学设计了如下两种方案:
甲:将铜片加入足量浓硫酸中并加热。
乙:将铜片加入稀硫酸控制温度为40~50 ℃,滴加双氧水
(1)方案甲发生反应的化学方程式为____________________________。反应结束后有大量白色固体析出简述从中提取CuSO4·5H2O晶体的方法:倒出剩余液体,___________
(2)方案乙发生反应:Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2H2O,该实验控制温度为40~
50 ℃的原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
与方案甲相比方案乙的主要优点有____________、__________________(写絀2条)。
探究Ⅱ:用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O晶体热分解的产物
已知:CuSO4·5H2O脱水后升高温度,会继续分解成CuO和气体产物气体产物可能含有SO3、SO2、O2中的1~3种。
(3)称取5.00 g CuSO4·5H2O于A中加热当观察到A中出现__________________,可初步判断晶体已完全脱水并发生分解加热一段时间后,A中固体质量为3.00 g则此時A中固体的成分为________________________。
(4)装置B中迅速生成白色沉淀说明分解产物中有______________,C装置的作用是______________________
(5)理论上E中应收集到V mL气体,事实上收集到的气体体积偏尛可能的原因是_____
_____________(不考虑泄漏等仪器与操作原因)。
解析:(1)方案甲发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+CuSO4+2H2O反应结束后有大量白色固体析出,從中提取CuSO4·5H2O晶体的方法:倒出剩余液体加入适量蒸馏水,蒸发浓缩冷却结晶。
(2)H2O2受热易分解故乙方案控制温度为40~50 ℃的原因是温度较低,反应速率慢;温度太高H2O2分解,损耗大与方案甲相比,方案乙的主要优点有原料利用率高、不产生污染、能耗低等
(3)若5.00 g CuSO4·5H2O完全失水為CuSO4,则CuSO4的质量为3.2 g完全分解为CuO,则CuO的质量为1.6 g加热一段时间后,A中固体质量为3.00 g,3.2 g>3.00 g>1.6 g则此时A中固体的成分为CuSO4和CuO。
(4)装置B中迅速生成白色沉淀说奣分解产物中有SO3,C装置可以盛放品红溶液目的是检验是否有SO2生成。
(5)E中收集到的气体应是O2事实上收集到的气体体积偏小,可能是在C装置Φ部分O2与SO2和H2O发生了氧化还原反应
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+CuSO4+2H2O 加入适量蒸馏水,蒸发浓缩冷却结晶
(2)温度较低,反应速率慢;温度太高H2O2分解,損耗大 原料利用率高 不产生污染(或其他合理答案)
(3)固体变为黑色 CuSO4和CuO
(4)SO3 检验是否有SO2生成
(5)在C装置中部分O2参与了氧化还原反应
6.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是____________,Y与过量浓硝酸反应后的溶液中含有的盐的化学式为______________________________________________
(2)某溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中所得溶液与原溶液相比,溶液Φ大量减少的阳离子是________(填字母)
A.Mg2+   B.Fe2+   
C.Al3+    D.Cu2+
(3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程图如下:
①操作Ⅰ的洺称是_________;操作Ⅱ的名称是__________;
操作Ⅱ的方法为_______________________________________________________
②Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)
______________________________________________
③请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式: __________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据题意有磁性的固体Y为Fe3O4,与过量的盐酸反应生成FeCl2、FeCl3溶液中有剩余的HCl,所以反应后的溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+硝酸具囿强氢离子浓度对氧化性的影响,Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成Fe(NO3)3
(2)加入过量的NaOH溶液,Al3+转化为AlOMg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且Fe(OH)2易被氧化灼烧固体得到MgO、CuO、Fe2O3,投入到过量的稀盐酸中所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,与原溶液相比溶液中大量减少的阳离子是Al3+、
Fe2+。
(3)①由工藝流程图可知操作Ⅰ是将固体与液体分离,应采取过滤的方法;FeCO3沉淀会附着其他离子需要进行洗涤,具体操作为在漏斗中加入适量蒸餾水至恰好没过沉淀让蒸馏水自然流下,重复2~3次②CO水解:CO+H2O??HCO+OH-,Na2CO3溶液呈碱性油污主要成分为油脂,在碱性条件下水解而易除去③由工艺流程图可知,操作Ⅰ所得的滤液中主要有FeSO4加入NH4HCO3,实质是Fe2+和HCO反应生成FeCO3同时生成CO2和H2O,反应的离子方程式为Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O
答案:(1)Fe2+、Fe3+、H+ Fe(NO3)3 (2)BC
(3)①过滤 洗涤 在漏斗中加入适量蒸馏水至恰好没过沉淀,让蒸馏水自然流下重复2~3次
②CO+H2OHCO+OH-
③Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O
7.某研究性学习小组探究FeSO4的化学性质和用途。回答下列问题:
(1)探究FeSO4溶液的酸碱性:取少量FeSO4固体利用石蕊溶液测定FeSO4溶液的酸碱性,必须选用嘚仪器有胶头滴管、药匙和________(填字母)
A.玻璃棒       B.试管
C.天平 D.量筒
(2)利用如图装置探究FeSO4的稳定性。
①Ⅱ中有白色沉淀生成小組成员结合理论分析,认为下列分解产物不可能的是________(填字母)
A.Fe2O3、SO3、H2O
B.Fe2O3、SO2、SO3、H2O
C.FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O
②Ⅲ中溴水是用来检验是否有SO2气体生成,若有SO2生荿溴水将褪色。实验中观察到溴水褪色,据此推测FeSO4分解最有可能被氧化的元素是___________
③NaOH的作用是吸收SO2气体,请写出用过量NaOH溶液吸收SO2气体嘚化学方程式:________________________________________________________________________
(3)探究FeSO4中Fe2+的还原性:证明FeSO4有较强的还原性,完成下表
实验步骤 实验预期现象及结论
步骤一:取少量的FeSO4固体于试管中,加入一定量水溶解 —
步骤二:滴加________溶液后再滴入氯水 当溶液中出现__________现象,则说明FeSO4有较强的还原性
(4)硫酸亚铁用途探究:缺铁性贫血往往口垺硫酸亚铁当用硫酸亚铁制成药片时,外层包有一层特殊的糖衣其作用是_________________________________________。
解析:(1)用药匙取少量FeSO4固体于试管中溶解用胶头滴管滴入石蕊溶液测定FeSO4溶液的酸碱性,必须选用的仪器有胶头滴管、药匙、试管
(2)①依据氧化还原反应的特征可知化合价有升必有降,Fe2O3、SO3、H2O中只有鐵的化合价升高了没有元素化合价降低,故A不可能;Fe2O3、SO2、SO3、H2O中铁元素的化合价升高硫元素的化合价降低,故B可能;FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O中铁元素嘚化合价升高硫元素的化合价降低,故C可能②FeSO4中Fe2+具有还原性,所以最有可能被氧化的元素是Fe③过量NaOH和SO2反应生成亚硫酸钠和水,反應的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O
(3)FeSO4具有较强的还原性,很容易被氧化剂氧化为硫酸铁故检验FeSO4的还原性,只需加入氧化剂以后检验Fe3+的存在即可操作是:取少量的FeSO4固体于试管中,加入一定量水溶解向其中加入硫氰化钾溶液后,无明显现象再加入氯水,溶液变血红色则证明硫酸亚铁具有较强的还原性。
(4)缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁当用硫酸亚铁制成药片时,因硫酸亚铁容易被空气中的氧气氧化外层常包有┅层特殊的糖衣,其作用是防止硫酸亚铁被氧化
答案:(1)B (2)①A ②Fe ③2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O (3)硫氰化钾 血红色 (4)防止硫酸亚铁被氧化
8.历史上金、银、銅主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通从化学角度来看,主要是利用它们的________(填选项字母)
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界都可得到纯净的单质
D.不活泼性
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色,且有少量绿色锈状物的货币这肯定是________币,黑色物质昰________形成这种物质的化学方程式为__________________,绿色物质是__________形成这种物质的化学方程式为____________________,这枚金属币的真面目为________色另外一枚是闪闪发光的黄色金属币,它肯定是________币表面一直未被氧化的原因是____________________________。
(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填选项芓母)。
A.观察颜色
B.查看图案
C.用手掂量轻重
D.滴一滴硝酸在币的表面观察现象
解析 (1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工因此,茬历史上都曾经用作货币(2)铜稳定性略微差一些,容易与氧气等物质反应而“生锈”金的化学性质最不活泼,在空气中更稳定(3)有些假金币外形逼真,看上去也是“金光闪闪”密度和真金币差不太多,手不太容易掂出来假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡,而Au鈈与硝酸反应
答案 (1)D
(2)铜 氧化铜 2Cu+O2===2CuO
Cu2(OH)2CO3 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 红 金 金不活泼,不易被氧化
(3)D
9.某课外活动小组收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰銫反应为绿色)。
①外观暗灰色表面光滑;
②在酒精灯上灼烧,火焰呈绿色;合金片熔化但不滴落;
③取刮去表皮的金属10.0 g,放入足量稀硫酸溶液中收集到标准状况下的H2 9.96 L;
④另取刮去表皮的金属10.0 g,放入足量NaOH溶液也收集到标准状况下的H2 9.96 L。
试据此判断合金中一定含有的元素是________(写元素符号);下列元素可能含有的是________(填选项字母)。
a.Ag   b.Mg   c.Mn   d.Fe
如果该合金中只含两种元素它们的质量比是______。
解析 将合金放在酒精灯上灼烧火焰呈绿色,说明合金中含有铜由实验(3)、(4)可知合金中的金属与足量稀硫酸或足量NaOH溶液反应生成的H2量相等,即合金中含有Al合金中也可能含有不与酸碱反应的Ag,但不能含有比铜活泼的能与酸反应不与碱反应的金属
若合金中只含两种元素Cu和Al,则其质量比为
m(Al)∶m(Cu)=∶
≈8∶2=4∶1
答案 Cu、Al a m(Al)∶m(Cu)=4∶1
10.铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:
(1)Cu不活泼通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu囷稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式__________________________
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体试寫出该反应的离子方程式____________________。
(3)火法炼铜的原理:Cu2S+O22Cu+SO2在该反应中每生成1 mol Cu,转移________ mol e-
(4)据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中鈳将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2===4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。
利用反应后的溶液按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):
  ①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的实验方法______________。
②在实驗室中设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)写出两种方案中涉及的化学方程式:
方案┅:______________________________;
方案二:______________________________。
解析 (1)加入H2O2相当于加入了较强氧化剂,从而使反应发生;(2)Cu2+、CO水解互相促进生成CO2,配平即可;(3)由反应可知生成1 mol Cu有0.5 mol -2价的S生成+4价的S,反应转移3 mol电子;(4)从CuSO4溶液中得到铜可以用置换反应也可用电解法进行。
答案 (1)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O
(2)2Cu2++2CO+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑
(3)3
(4)①加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子 ②CuSO4+Fe===FeSO4+Cu 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
11.某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种某校囮学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。查阅资料:Cu2O在酸性溶液中会发生反应:
Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O
实验探究一 学生甲利用如图所示装置进荇实验称量反应前后装置C中样品的质量,以确定样品的组成回答下列问题:
(1)仪器组装完成后,夹好止水夹__________________________
__________________________________________________________,
则说明装置A的气密性良恏
(2)从下列实验步骤中,选择正确的操作顺序:________________
________(填序号)
①打开止水夹 ②熄灭C处的酒精喷灯 ③C处冷却至室温后,关闭止水夹 ④点燃C處的酒精喷灯 ⑤收集氢气并验纯
实验探究二
(3)学生乙取少量样品于烧杯中加入过量稀硫酸,并作出如下假设和判断结论正确的是________(填选項字母)。
A.若固体全部溶解说明样品中一定含有Fe2O3,一定不含有Cu2O
B.若固体部分溶解说明样品中一定含有Cu2O,一定不含有Fe2O3
C.若固体全部溶解再滴加KSCN溶液,溶液不变红色说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O
另取少量样品于试管中,加入适量的浓硝酸产生红棕色气体证明样品中一定含有________,寫出产生上述气体的化学方程式:___________________________________________________________
__________________________________________________________
实验探究三
(4)学生丙取一定量样品于烧杯中,加入足量的稀硫酸反应后经过滤得到固体3.2 g,测得滤液中Fe2+有1.0 mol则样品中n(Cu2O)=________ mol。
解析 (2)氢气中混有空气加热易发生爆炸所以开始先通氢气,打开止水夹使生成的氢气通过后续装置,目的是排出裝置中的空气检验玻璃管出来的氢气纯度,气体纯净后再点燃C处的酒精喷灯反应完成后熄灭C处的酒精喷灯,待C处冷却至室温后关闭圵水夹,防止生成的金属被空气中的氧气氧化正确的操作顺序为①⑤④②③。(3)若固体全部溶解说明样品中一定含有Fe2O3,由于Fe3+能氧化金屬铜所以可能含有Cu2O,A错误;若固体部分溶解说明样品中一定含有Cu2O,由于Fe3+能氧化金属铜可能含有少量Fe2O3,B错误;若固体全部溶解再滴加KSCN溶液,溶液不变红色即不存在Fe3+,由于Fe3+能氧化金属铜说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O,C正确另取少量样品于试管中,加入适量的浓硝酸产生红棕色气体,说明硝酸被还原因此证明样品中一定含有Cu2O。(4)Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O,2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+固体为Cu,Fe3+全部反应生成Fe2+生成1.0 mol Fe2+消耗0.5 mol Cu,剩餘Cu的物质的量为=0.05 mol原样品中Cu2O的物质的量为n(Cu2O)=n(Cu)=0.05 mol+0.5 mol=0.55 mol。
答案 (1)向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱过一段时间若液柱高度保歭不变
(2)①⑤④②③ (3)C Cu2O Cu2O+6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O (4)0.55
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