Question

1．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Fe₂O₃；
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)認為可以排除猜想中的①和③，而乙同學(xué)認為只能排除猜想①，你認為乙的觀點正確（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，按如圖在通風(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：
【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的作用是排凈裝置中的空氣．
（2）實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為部分紅色粉末變黑．
【反思評價】丁同學(xué)指出：從環(huán)保角度，上圖裝置有嚴重不足之處．你認為應(yīng)該如何改進？在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉．

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)單獨的氧化鐵也是紅色固體進行分析；
【實驗探究】
（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；
【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）氧化鐵被還原出的鐵粉呈黑色；
【反思評價】根據(jù)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進行分析．

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；
【實驗探究】（1）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；
【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；
（2）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+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；
【反思評價】此反應(yīng)應(yīng)考慮到CO有毒，排放到空氣中會污染大氣，顯然，該裝置沒有對尾氣進行處理；所以圖裝置有嚴重不足之處．改進方法為：在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉．
故答案為：【提出猜想】Fe₂O₃；
【實驗探究】（1）乙；
【交流討論】（1）排凈裝置中的空氣；
（2）部分紅色粉末變黑；
【反思評價】在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉．

點評 此類題目主要對煉鐵的實驗原理、實驗現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實驗分析與評價等方面進行考查．熟練掌握該實驗的反應(yīng)原理以及實驗注意事項是解決此類問題的關(guān)鍵．