Question

2．某化學興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進行探究，請你參與并回答問題．
教師提醒它由Cu、Fe₂O₃兩種固體中的一種或兩種組成．
提出猜想紅色粉末可能的組成．
猜想①：只有Cu；猜想②：只有Fe₂O₃；猜想③：是Cu、Fe₂O₃的混合物
實驗探究
同學們?yōu)榇_定紅色粉末的組成，稱取該粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按如圖1在通風櫥中進行實驗．

（1）實驗開始時要先通一段時間CO，然后再加熱，目的是排盡玻璃管內(nèi)空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．待反應完全后，停止加熱，繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻．
（2）反應前后稱量相關(guān)裝置和物質(zhì)的總質(zhì)量，其數(shù)據(jù)如下表：

反應前	反應后
玻璃管和紅色粉末的總質(zhì)量為37.3g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為36.1g

A裝置中發(fā)生反應的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，小丁同學分析表中的數(shù)據(jù)后，認為猜想③成立，則紅色粉末中各成分的質(zhì)量比為4：1？（寫出計算過程）
（3）小林同學認為為了防止溶液倒吸，停止加熱前應先斷開A和B的連接，你認為是否需要不需要？為什么？實驗過程中一直在通CO氣體，不會引起倒吸．
反思評價從環(huán)保的角度看，該裝置存在的缺陷是沒有尾氣處理裝置，你的改進方法是在B裝置后面的導管口放一個燃著的酒精燈．有同學設計了用如圖2裝置代替原裝置，實驗裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有：①吸收二氧化碳；②收集CO氣體．

Answer 1

分析 一氧化碳是一種可燃性氣體，與空氣或氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸；
高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成二氧化碳和鐵；
一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境，燃燒生成二氧化碳；
二氧化碳能和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水．

解答 解：（1）實驗開始時要先通一段時間CO，然后再加熱，目的是排盡玻璃管內(nèi)空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
故填：排盡玻璃管內(nèi)空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
（2）A裝置中，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，發(fā)生反應的化學方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
解：由題意和表中數(shù)據(jù)可知，氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為：37.3g-36.1g=1.2g，
固體中氧化鐵的質(zhì)量為：1.2g÷（$\frac{48}{160}$×100%）=4g，
則銅的質(zhì)量為：5g-4g=1g，
則紅色粉末中氧化鐵和銅的質(zhì)量比為：4g：1g=4：1．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；4：1．
（3）因為實驗過程中一直在通CO氣體，不會引起倒吸，所以停止加熱前不需要先斷開A和B的連接；
從環(huán)保的角度看，該裝置存在的缺陷是沒有尾氣處理裝置，改進方法是在B裝置后面的導管口放一個燃著的酒精燈，把一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；
有同學設計了用如圖2裝置代替原裝置，實驗裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有：①吸收二氧化碳；②收集CO氣體．
故填：不需要；實驗過程中一直在通CO氣體，不會引起倒吸；沒有尾氣處理裝置；在B裝置后面的導管口放一個燃著的酒精燈；收集CO氣體．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．