Question

某化學(xué)興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進行探究．請你參與并回答有關(guān)問題．

【教師提醒】它由Cu、Fe₂O₃二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有：①只有Cu；②只有　　；③是Cu、Fe₂O₃的混合物

【資料獲悉】Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂

【實驗探究】

（1）甲同學(xué)取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解．甲同學(xué)認(rèn)為可以排除猜想中的①和③，而乙同學(xué)認(rèn)為只能排除猜想①，你認(rèn)為　　的觀點正確（填“甲”或“乙”）．

（2）丙同學(xué)為進一步確定紅色粉末的組成，稱取該粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按右圖在通風(fēng)櫥中進行實驗．開始時緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時間后再加熱使其充分反應(yīng)．待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻．反應(yīng)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(yīng)前	反應(yīng)后
Ⅰ組	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
Ⅱ組	洗氣瓶和所盛溶液的總質(zhì)量為180.0g	洗氣瓶和瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量為183.1g

【交流討論】

（1）在裝置A中先通CO氣體的作用是　　．

（2）應(yīng)該選擇　　組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成．最終計算結(jié)果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第　　組（填序號）．

（3）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式　　；實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為　　．

（4）為了防止溶液倒吸，本實驗停止加熱前是否需要先斷開A和B的連接處？　　（填“需要”或“不需要”），理由是　　．

【反思評價】丁同學(xué)指出：從環(huán)保角度，上圖裝置有嚴(yán)重不足之處．你認(rèn)為應(yīng)該如何改進？　　．

Answer 1

分析：

本題是一道綜合性探究題，利用物質(zhì)的性質(zhì)不同設(shè)計實驗加以甄別，來探究紅色粉末的組成，先分別探究其中是否含有 Fe2O3、Cu等，逐步縮小范圍，然后再選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究確定其組成． 【提出猜想】單獨的氧化鐵也是紅色固體． （1）根據(jù)【資料獲悉】和探究（1）可排除猜想中的①，故紅色粉末可能是Fe2O3  或Cu、Fe2O3的混合物． （2）探究（3）利用了一氧化碳的還原性和定量實驗來確定是否有銅． 【交流討論】 （1）探究要考慮到CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸，因此，應(yīng)先通CO排盡玻璃管中的空氣，然后再加熱． （2）利用I組數(shù)據(jù)計算出固體的氧化鐵質(zhì)量，與與混合物質(zhì)量對比即可確定成分； （3）氧化鐵被還原出的鐵粉呈黑色． （4）一氧化碳一直向里通入，不會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象． 【反思評價】由于一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，因此要進行尾氣處理．

解答：

解：【提出猜想】由于氧化銅氧化鐵均是紅色固體，所以紅色粉末可能的組成有：①只有Cu；②只有 Fe2O3； ③是Cu、Fe2O3的混合物 故答案為：Fe2O3 （2）根據(jù)資料：Cu在FeCl3溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ；取紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，溶液變色，可推斷排除猜想中的①，故紅色粉末可能是Fe2O3  或Cu、Fe2O3的混合物； 所以說乙同學(xué)的觀點正確； 故答案為：乙 【交流討論】 （1）根據(jù)CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸，因此，應(yīng)先通CO排盡玻璃管中的空氣，然后再加熱．所以在裝置A中先通CO氣體的作用是：排凈裝置中的空氣（或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸）； 故答案為：排凈裝置中的空氣（或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸）； （2）第Ⅱ組數(shù)據(jù)，不能證明二氧化碳完全反應(yīng)（石灰水少量）；應(yīng)該選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成． 設(shè)粉末中氧化鐵的質(zhì)量為x 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固體△m 160            112      48 x                      1.2g =，x=4g 粉末共有5g，氧化鐵4g，所以含有銅粉； 故答案為：Ⅰ；③； （3）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；紅色粉末是Cu、Fe2O3的混合物，因此實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為：部分紅色粉末變黑； 故答案為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；部分紅色粉末變黑； （4）因為在反應(yīng)中一直通入CO氣體直至冷卻，B中溶液不會倒吸到A裝置中． 故答案為：不需要；因為一直通入CO氣體，B中溶液不會倒吸到A裝置中；