Question

【題目】某鐵紅涂料中添加有CuO或FeO中的一種，為探究添加物的成分設計如下實驗方案。
（1）請寫出實驗步驟、預期現象，對應的離子方程式。
（限選試劑：鐵粉、3mol/LH2SO4、0.1mol/L酸性KMnO4溶液、10%H2O2、KSCN溶液）

① ， ② ， ， ③ ，
④操作步驟③中反應的離子方程式為。
（2）經分析該鐵紅涂料中有FeO，為測定鐵紅中鐵的質量分數，興趣小組的同學稱量11.6g該鐵紅涂料進行了如下實驗。
已知：氣體由草酸晶體受熱分解得到：H2C2O4·2H2O CO2↑+CO↑+3H2O。且除鐵紅外所用試劑均過量。

①裝置A、B中的試劑依次是、。
②氣體通入后，接下來的操作是 ， 然后對C裝置加熱。
③實驗前后稱得D裝置增重8.8g，則此鐵紅中鐵的質量分數是。

Answer 1

【答案】
（1）3mol/LH2SO4,取少許溶液于試管中,加入足量鐵粉,充分振蕩；再加入足量3mol?L-1H2SO4,充分振蕩．,試管中出現紅色固體,說明試樣中有CuO,取少許溶液于試管中,逐滴加入0.01mol?L-1酸性KMnO4溶液,紫紅色褪去,5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
（2）氫氧化鈉溶液,濃硫酸,用點燃的小木條靠近肥皂泡,直到肥皂泡安靜燃燒,72.41%
【解析】(1)氧化銅可以溶解于強酸溶液中，得到含有銅離子的鹽，加入足量鐵粉可以將金屬銅置換出來，據此可以檢驗固體是氧化銅，氧化亞鐵可以和強酸反應生成亞鐵鹽，能使高錳酸鉀褪色，據此可以檢驗固體中含有氧化亞鐵，

實驗方案設計為：

實驗操作	預期現象和結論
①加入足量的3molL-1H2SO4，充分振蕩．	樣品全部溶解
②取少許溶液于試管中，加入足量鐵粉，充分振蕩；再加入足量3molL-1H2SO4，充分振蕩．	試管中出現紅色固體，說明試樣中有CuO
③取少許溶液于試管中，逐滴加入0.01molL-1酸性KMnO4溶液	如果紫紅色褪去，發生的離子反應方程式為5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O說明試樣中有FeO；

故答案為：①3mol/LH2SO4；②向一支試管中加入足量鐵粉，充分振蕩；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振蕩； 出現紅色固體；③向另一支試管中加入0.01mol/L酸性KMnO4溶液；紫紅色褪去；④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(2)①草酸分解生成的氣體中含有二氧化碳和一氧化碳，C中發生一氧化碳與鐵紅的反應生成二氧化碳，D是吸收二氧化碳的裝置，通過D裝置的質量變化來測定的，因此需要除去加入C中氣體中的二氧化碳，并干燥，裝置A、B中的試劑依次是氫氧化鈉溶液和濃硫酸，故答案為：氫氧化鈉溶液；濃硫酸；

②一氧化碳具有可燃性，需要驗純，操作為用點燃的小木條靠近肥皂泡，直到肥皂泡安靜燃燒，一氧化碳純凈后才能對C裝置加熱，故答案為：用點燃的小木條靠近肥皂泡，直到肥皂泡安靜燃燒；

③實驗前后稱得D裝置增重8.8g，表示生成的二氧化碳為8.8g，物質的量為 =0.2mol，說明樣品中含有0.2molO元素，質量為0.2mol×16g/mol=3.2g，則此鐵紅中鐵的質量分數是 ×100%=72.41%，故答案為：72.41%。

（1）氧化銅可以溶解于強酸溶液中，得到含有銅離子的鹽，加入足量鐵粉可以將金屬銅置換出來，據此可以檢驗固體是氧化銅，氧化亞鐵可以和強酸反應生成亞鐵鹽，能使高錳酸鉀褪色，據此可以檢驗固體中含有氧化亞鐵；
（2）氣體發生裝置由草酸晶體受熱分解CO2、CO、H2O，通過裝置A中氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過裝置B中濃硫酸除去水蒸氣，得到干燥純凈的一氧化碳氣體，通過裝置C中的鐵紅發生氧化還原反應，生成的二氧化碳被裝置D吸收，裝置E是防止肥皂液則水蒸氣進入；
①裝置AB是對生成的氣體進行除雜和干燥，除去二氧化碳用氫氧化鈉溶液，除去水蒸氣用濃硫酸；
②氣體還原鐵紅樣品需要檢驗氣體的純度，防止混有空氣發生爆炸；
③實驗前后稱得D裝置增重8.8g為生成二氧化碳的質量，其中一半來源于CO，一半來源于鐵的氧化物，計算鐵紅中氧元素質量，結合元素守恒計算鐵元素含量.