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．請(qǐng)你參與并回答有關(guān)問題．
教師提醒：它由Cu、Fe₂0₃二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Fe₂0₃；③是Cu、Fe₂0₃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(shí)驗(yàn)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

乙

的觀點(diǎn)正確（填“甲”或“乙”）．
（2）丙同學(xué)為進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)．開始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒0氣體，過一段時(shí)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C0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	冼氣瓶和瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量為183.1g

交流討論
①在裝置A中先通C0氣體的作用是

趕出玻璃管中的空氣

．
②應(yīng)該選擇

Ⅰ

組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)冀來確定紅色粉末的組成．
最終計(jì)算結(jié)果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第

③

組（填序號(hào)）．
③寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂

；實(shí)驗(yàn)中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為

固體中有部分由紅色變黑色

．
反思評(píng)價(jià)：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(jìn)？

B裝置的導(dǎo)管口放一燃燒著的酒精燈

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氧化鐵與稀鹽酸可反應(yīng)及Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生的反應(yīng)分析甲、乙判斷的正確性；
（2）①根據(jù)一氧化碳與空氣混合加熱可能會(huì)發(fā)生爆炸，在裝置A中先通C0氣體的作用是趕出玻璃管中的空氣進(jìn)行解答；
②根據(jù)氧化鐵與一氧化碳的反應(yīng)原理可知，反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管及所盛固體總質(zhì)量減少的是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量；Ⅱ組實(shí)驗(yàn)使用的是石灰水吸收二氧化碳，吸收的可能不夠完全從而使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，應(yīng)該使用Ⅰ組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；然后依據(jù)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或根據(jù)方程式利用差量法分析反應(yīng)后固體中鐵粉的質(zhì)量和固體的組成；
③依據(jù)反應(yīng)原理及氧化鐵、鐵粉的顏色分析解答；
反思評(píng)價(jià)：考慮到CO有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣，應(yīng)對(duì)尾氣進(jìn)行處理．

解答：解：
（1）氧化鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，生成的氯化鐵能與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；根據(jù)題意：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，所以既有可能全部是氧化鐵，也可能是氧化鐵和銅的混合物，乙的觀點(diǎn)正確；
（2）①一氧化碳與空氣混合加熱可能會(huì)發(fā)生爆炸，在裝置A中先通C0氣體的作用是趕出玻璃管中的空氣；
②氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，由此可知：反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管及所盛固體總質(zhì)量減少的是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量；由圖中數(shù)據(jù)可知，固體質(zhì)量減少，所以該固體中一定有氧化鐵，可能有銅；Ⅱ組實(shí)驗(yàn)使用的是石灰水吸收二氧化碳，吸收的可能不夠完全從而使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以應(yīng)該使用Ⅰ組數(shù)據(jù)進(jìn)行確定；
設(shè)粉末中氧化鐵的質(zhì)量為x
3CO+Fe₂O₃  

高溫  .

2Fe+3CO₂   固體質(zhì)量減少
    160           112            48
     x                          1.2g

160

x

=

48

1.2g

   x=4g
粉末共有5.0g，其中氧化鐵4g，所以含有銅粉；
③一氧化碳在高溫條件下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；氧化鐵是和銅都是紅色，鐵粉是黑色，所以實(shí)驗(yàn)中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為固體中有部分由紅色變黑色；
反思評(píng)價(jià)：CO有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣，應(yīng)對(duì)尾氣進(jìn)行處理，在B裝置后加酒精燈點(diǎn)燃或用氣球回收；
故答案為：（1）乙；
（2）①趕出玻璃管中的空氣；   ②I； ③；③Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；固體中有部分由紅色變黑色；
 反思評(píng)價(jià)：B裝置的導(dǎo)管口放一燃燒著的酒精燈．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合性探究題，解答時(shí)熟練掌握物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解決此類問題的關(guān)鍵，能很好的考查學(xué)生分析解決問題的能力．