Question

某化學(xué)興趣小組對(duì)一包干燥的紅色粉末組成進(jìn)行探究，該紅色粉末可能由Cu 、Fe₂O₃兩種固體中的一種或兩種組成。
【提出猜想】紅色粉末可能是：①Cu      ②Fe₂O₃    ③Cu和Fe₂O₃
【查閱資料】（1）白色無水CuSO₄遇水變藍(lán)
（2）Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl₃＋Cu=2FeCl₂＋CuCl₂
【實(shí)驗(yàn)探究】
[甲組同學(xué)]：定性檢測(cè)該紅色粉末的物質(zhì)組成
（1）小云取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液。則猜想        一定不成立，其中一定發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                 。
（2）小偉向小云得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應(yīng)充分后，觀察到                      
現(xiàn)象，得出猜想③成立。
[乙組同學(xué)]：定量測(cè)定該紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
實(shí)驗(yàn)步驟：小晨稱取該紅色粉末5．0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時(shí)間后再高溫加熱使其充分反應(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)物質(zhì)的總質(zhì)量（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計(jì)），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48．3 g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為47．1 g
Ⅱ 組	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為258．6 g	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為261．9 g

 
【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是                                。A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                             。
（2）根據(jù)上述表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為            。
（3）從環(huán)保角度看上述裝置有嚴(yán)重不足之處。你認(rèn)為應(yīng)該如何改進(jìn)？              。
【拓展延伸】對(duì)實(shí)驗(yàn)后B裝置洗氣瓶內(nèi)溶液做進(jìn)一步探究
實(shí)驗(yàn)步驟：小淵同學(xué)取該洗氣瓶內(nèi)溶液54．4克（假設(shè)溶質(zhì)只有碳酸鈉一種），逐滴加入稀鹽酸50克至無氣泡冒出為止，生成二氧化碳4．4克。試計(jì)算：
（1）加入稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（2）反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

Answer 1

[甲組同學(xué)]：(1）①,6HCl+Fe₂O₃=2FeCl₃+3H₂O (2)鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成
【交流討論】（1）排盡玻璃管內(nèi)空氣   3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂ ，（2）80%
（3）尾氣處理 ：在導(dǎo)管口末端放一燃著的酒精燈，將多余的一氧化碳燒掉
【拓展延伸】（1）14．6%  （2）11．7%

試題分析：因?yàn)殂~不與鹽酸反應(yīng)，而取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液，所以猜想①一定不成立，其中一定發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6HCl+Fe₂O₃=2FeCl₃+3H₂O；又猜想③成立，向有色溶液（硫酸銅溶液）中插入一根潔凈的鐵絲，反應(yīng)充分后，現(xiàn)象應(yīng)是鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成；在裝置A中先通CO氣體的目的是排盡玻璃管內(nèi)空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂ ，根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量為1．2÷48/160=4g，氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4/5×100%=80%，從環(huán)保角度看上述裝置有嚴(yán)重不足之處是沒有尾氣處理，應(yīng)在導(dǎo)管口末端放一燃著的酒精燈，將多余的一氧化碳燒掉，以防污染空氣。
【拓展延伸】（1）設(shè)HCl的質(zhì)量為X，生成NaCl質(zhì)量為Y
2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑
73          117        44
X              Y        4．4g
73:44=X:4．4g   X=7．3g
所以鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=7．3g/50g×100%=14．6%
（2）117:44=Y：4．4g   Y=11．7g
所得溶液質(zhì)量=54．4-4．4+50=100g
所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=11．7/100×100%=11．7%