Question

【題目】某工業(yè)鐵紅（Fe2O3）樣品中可能混有一種黑色的金屬氧化物雜質(zhì)．根據(jù)工業(yè)制取鐵紅分析，該雜質(zhì)可能是FeO或CuO，興趣小組同學(xué)為探究樣品中是否含有雜質(zhì)及雜質(zhì)的成分，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．

（1）甲組同學(xué)分別取質(zhì)量相等的樣品和Fe2O3，加入試管Ⅰ、Ⅱ中，然后加入等體積稀硫酸進(jìn)行如圖對(duì)照實(shí)驗(yàn)，并得出結(jié)論：樣品中不含雜質(zhì)，你認(rèn)為該結(jié)論__（填“合理”或“不合理”．）

（2）乙組同學(xué)按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

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①上述三種氧化物在加熱條件下，都能與氫氣反應(yīng)得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)和水．

②三種氧化物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小的順序?yàn)?/span>__．

③鐵粉中混有少量銅時(shí)，難以從金屬顏色確定是否含有金屬銅．

（3）設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

乙組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（堿石灰是氧化鈣與氫氧化鈉固體混合物）．

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)?/span>A→F→___→__→__→B，檢查裝置氣密性后，向各裝置中加入藥品，裝置F中試劑X是__溶液，

②下列實(shí)驗(yàn)操作步驟的合理順序是__（填寫(xiě)操作編號(hào)）．

a 加熱裝置D中反應(yīng)管

b 檢驗(yàn)H2的純度

c 打開(kāi)裝置A中分液漏斗活塞，向圓底燒瓶中加入稀鹽酸

③該實(shí)驗(yàn)處理尾氣的方法是_____________________．

實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論

（4）乙組同學(xué)的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：（兩次實(shí)驗(yàn)工業(yè)鐵紅均與氫氣完全反應(yīng)）

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	加入裝置D中工業(yè)鐵紅的質(zhì)量（g）	實(shí)驗(yàn)后裝置E的增重（g）
1	8.0	2.6
2	16.0	5.2

①分析數(shù)據(jù)，你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____________．

②請(qǐng)幫助乙組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案確認(rèn)該樣品中雜質(zhì)的成分______________．

Answer 1

【答案】不合理 氧化鐵、氧化亞鐵、氧化銅 C D E 氫氧化鈉 cba 將氫氣點(diǎn)燃或用氣球收集 該工業(yè)鐵紅樣品中含有FeO或CuO 取少量裝置D中的固體于試管中，加入足量稀硫酸，震蕩，若固體全部溶解，則含FeO，若固體不完全溶解，則含CuO

【解析】

（1）氧化鐵與硫酸反應(yīng)，生成硫酸鐵，鐵離子為黃色，固體中一定有氧化鐵，和硫酸反應(yīng)一定生成硫酸鐵，溶液一定顯黃色，故不合理；故填：不合理；

（2）把三種氧化物Fe2O3、FeO、CuO中氧原子個(gè)數(shù)變?yōu)?/span>3，則為Fe2O3、Fe3O3、Cu3O3，相對(duì)分子質(zhì)量的大小為：Cu3O3＞Fe3O3＞Fe2O3相對(duì)分子質(zhì)量越大，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小，故三種氧化物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小的順序?yàn)椋貉趸�鐵、氧化亞鐵、氧化銅；故填：氧化鐵、氧化亞鐵、氧化銅；

（3）設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①鋅與鹽酸反應(yīng)生成氫氣和水，鹽酸具有揮發(fā)性，氫氣從A中逸出時(shí)，常混有氯化氫和水蒸氣，為得到干燥的氫氣，氯化氫可以用氫氧化鈉溶液吸收，濃硫酸具有吸水性，可以干燥氫氣；然后通入D中與工業(yè)鐵紅反應(yīng)，生成的水被堿石灰吸收，故乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)?/span>A→F→C→D→E→B；故填：C；D；E；氫氧化鈉；

②實(shí)驗(yàn)操作步驟的合理順序是：打開(kāi)裝置A中分液漏斗活塞，向圓底燒瓶中加入稀鹽酸，收集一定量的氫氣，檢驗(yàn)H2的純度，將純凈的氫氣通入裝置D中通一會(huì)，再加熱裝置D中反應(yīng)管；否則易發(fā)生爆炸；故填：cba；
③該實(shí)驗(yàn)處理尾氣的方法是將氫氣點(diǎn)燃或用氣球收集；故填：將氫氣點(diǎn)燃或用氣球收集。

實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論
（4）①假設(shè)8g工業(yè)鐵紅全部是氧化鐵，氫氣與8g氧化鐵反應(yīng)生成水的質(zhì)量=8g×÷=2.7g
假設(shè)8g工業(yè)鐵紅全部是氧化亞鐵，氫氣與8g氧化亞鐵反應(yīng)生成水的質(zhì)量=8g×÷=2g
假設(shè)8g工業(yè)鐵紅全部是氧化銅，氫氣與8g氧化銅反應(yīng)生成水的質(zhì)量=8g×÷=1.8g，
而表中數(shù)據(jù)為2.6g，可能含有的兩種雜質(zhì)生成的水都少于2.6g，說(shuō)明樣品中有雜質(zhì)，若雜質(zhì)為FeO，則產(chǎn)物為Fe，若雜質(zhì)為CuO，則產(chǎn)物為Cu．該工業(yè)鐵紅樣品中含有雜質(zhì)或該工業(yè)鐵紅樣品中含有FeO或CuO；故填：該工業(yè)鐵紅樣品中含有FeO或CuO；
②取少量裝置D中的固體于試管中，加入足量稀硫酸，震蕩，若固體全部溶解，則含FeO，若固體不完全溶解，則含CuO。

故填：取少量裝置D中的固體于試管中，加入足量稀硫酸，震蕩，若固體全部溶解，則含FeO，若固體不完全溶解，則含CuO，因?yàn)殂~與稀硫酸不反應(yīng)。