Question

某高一化學(xué)興趣小組模擬鋁熱反應(yīng)將鐵粉與氧化銅粉末混合加熱，一定時(shí)間后恰好完全反應(yīng)，得到一些灰色固體粉末，與鐵質(zhì)容器不相互吸引．經(jīng)大家討論，推測(cè)灰色固體為黑色物質(zhì)與紅色物質(zhì)的混合物．查閱資料得知FeO為黑色，Cu₂O為紅色，Cu為紅色，且Cu₂O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)．
該小組同學(xué)對(duì)灰色粉末的成分提出猜想并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：
猜想1：灰色粉末是FeO與Cu的混合物；
猜想2：灰色粉末是FeO與Cu₂O的混合物；
猜想3：

 

．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）學(xué)生甲取少量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，溶液變藍(lán)，底部有少量紅色固體．
（2）取少量上述溶液，滴加幾滴KSCN溶液，無(wú)變化，再加入少量H₂O₂，溶液變成血紅色．
結(jié)論：灰色粉末中一定含有

 

，可能含有

 

．寫出灰色粉末加入鹽酸后反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）為驗(yàn)證可能含有的物質(zhì)，學(xué)生乙進(jìn)行了定量實(shí)驗(yàn)：取21.6g灰色粉末，加入過(guò)量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得紅色粉末6.4g，向?yàn)V液中加入適量的氯水后調(diào)節(jié)pH至Fe³⁺完全沉淀而Cu²⁺沒(méi)有沉淀，過(guò)濾，將沉淀灼燒至恒重，得棕紅色固體8g．通過(guò)計(jì)算回答灰色粉末的成分：

 

（要求寫出簡(jiǎn)單的推斷過(guò)程）．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),鐵的氧化物和氫氧化物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：猜想3：依據(jù)灰色粉末及FeO為黑色，Cu₂O為紅色，Cu為紅色分析解答；
（2）Cu₂O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，取少量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，溶液變藍(lán)，底部有少量紅色固體，說(shuō)明溶液中含有Cu₂O；
取少量上述溶液，滴加幾滴KSCN溶液，無(wú)變化說(shuō)明溶液中不含三價(jià)鐵離子，再加入少量H₂O₂，溶液變成血紅色
說(shuō)明生成三價(jià)鐵離子，可證明固體中FeO存在；
依據(jù)Cu₂O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，F(xiàn)eO為堿性氧化物寫出二者與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）灰色粉末加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2HCl=CuCl₂+Cu+H₂O；FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O，向?yàn)V液中加入適量的氯水后調(diào)節(jié)pH至Fe³⁺完全沉淀而Cu²⁺沒(méi)有沉淀，過(guò)濾，得到的沉淀為Fe（OH）₃，沉淀灼燒至恒重，得棕紅色固體為Fe₂O₃，依據(jù)生成銅和棕紅色固體的質(zhì)量依據(jù)銅原子、鐵原子個(gè)數(shù)守恒計(jì)算氧化亞鐵、氧化亞銅是否存在．

解答： 解：猜想3：因?yàn)镕eO為黑色，Cu₂O為紅色，Cu為紅色，灰色固體為黑色物質(zhì)與紅色物質(zhì)的混合物，所以可能為：灰色粉末是FeO與Cu的混合物；灰色粉末是FeO與Cu₂O的混合物；Cu、FeO與Cu₂O混合物；
故答案為：Cu、FeO與Cu₂O混合物；
（2）樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，溶液變藍(lán)，底部有少量紅色固體，而Cu₂O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，所以可知一定含有Cu₂O；
取少量上述溶液，滴加幾滴KSCN溶液，無(wú)變化，溶液中沒(méi)有三價(jià)鐵離子，再加入少量H₂O₂，溶液變成血紅色，說(shuō)明溶液中一定含有二價(jià)鐵離子，則原固體中一定含有FeO，銅是否含有無(wú)法判斷；
Cu₂O在鹽酸中會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)生成氯化銅和銅、水，方程式為：Cu₂O+2HCl=CuCl₂+Cu+H₂O；
氧化亞鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和水，化學(xué)方程式為：FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O；
故答案為：FeO、Cu₂O； Cu；Cu₂O+2HCl=CuCl₂+Cu+H₂O；FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O；
（3）灰色粉末加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2HCl=CuCl₂+Cu+H₂O；FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得紅色粉末銅6.4g，向?yàn)V液中加入適量的氯水后調(diào)節(jié)pH至Fe³⁺完全沉淀而Cu²⁺沒(méi)有沉淀，過(guò)濾，得到的沉淀為Fe（OH）₃，沉淀灼燒至恒重，得棕紅色固體為Fe₂O₃，依據(jù)鐵原子個(gè)數(shù)守恒可知：
2FeO～2Fe²⁺～2Fe（OH）₃～Fe₂O₃，
72g                      160g
m（FeO）                  8g           解得：m（FeO）=7.2g；
依據(jù)銅原子個(gè)數(shù)守恒可知：
Cu₂O～Cu+Cu²⁺
 144g 64g  
 m（Cu₂O） 6.4g                         解得：m（Cu₂O）=14.4g
m（FeO）+m（Cu₂O）=7.2g+14.4g=21.6g，所以原灰色固體含有FeO、Cu₂O，不含有銅；
故答案為：FeO、Cu₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題為實(shí)驗(yàn)題，明確銅及其化合物的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意原子個(gè)數(shù)守恒在計(jì)算中的運(yùn)用，題目難度較大．