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)你參與并回答問(wèn)題．
【教師提醒】它由Cu、Fe₂O₃兩種固體中的一種或兩種組成．
【提出猜想】紅色粉末可能的組成，猜想①：只有Cu；猜想②：只有

 

；猜想③：是Cu、Fe₂O₃的混合物
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們?yōu)榇_定紅色粉末的組成，稱取該粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按圖1在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．開(kāi)始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過(guò)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，繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻．
（1）在圖1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

 

；實(shí)驗(yàn)中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為

 

．
（2）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
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

小蔣同學(xué)初步分析表中的數(shù)據(jù)后，馬上得出猜想

 

（填“①”“②”“③”）肯定不正確，理由是

 

．
（3）小林同學(xué)認(rèn)為為了防止溶液倒吸，本實(shí)驗(yàn)停止加熱前應(yīng)先斷開(kāi)A和B的連接，你認(rèn)為是否需要？

 

（填“需要”或“不需要”），理由是

 

．
【反思評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)后小組內(nèi)有同學(xué)指出：如圖1裝置未進(jìn)行尾氣的處理．于是有同學(xué)設(shè)計(jì)了用圖2裝置代替原裝置，則C裝置的作用有

 

、

 

（至少答兩點(diǎn)）．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

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(jì)實(shí)驗(yàn)加以甄別，來(lái)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^(guò)實(shí)驗(yàn)探究確定其組成．
【提出猜想】根據(jù)題中信息解答，單獨(dú)的氧化鐵也是紅色固體．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（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(huì)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．寫出化學(xué)方程式，氧化鐵被還原出的鐵粉呈黑色．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用了一氧化碳的還原性和定量實(shí)驗(yàn)來(lái)確定是否有銅；
（3）一氧化碳一直向里通入，不會(huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象．
【反思評(píng)價(jià)】由于一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)污染空氣，因此要進(jìn)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
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）根據(jù)CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會(huì)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，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃  

高溫  .

2Fe+3CO₂，因此實(shí)驗(yàn)中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為：部分紅色粉末變黑；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)固體質(zhì)量減少，說(shuō)明不只有銅，因?yàn)槿绻�固體中只有銅，則固體質(zhì)量不會(huì)減少；
（3）因?yàn)樵诜磻?yīng)中一直通入CO氣體直至冷卻，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中；
【反思評(píng)價(jià)】
此反應(yīng)應(yīng)考慮到CO有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣，顯然，該裝置沒(méi)有對(duì)尾氣進(jìn)行處理，C的作用是收集一氧化碳、吸收二氧化碳、檢驗(yàn)二氧化碳、防止一氧化碳污染空氣等．
答案：
【提出猜想】Fe₂O₃ 
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）排凈裝置中的空氣3CO+Fe₂O₃ 

高溫  .

 2Fe+3CO₂；紅色粉末變黑
（2）①； 因?yàn)槿绻�固體中只有銅，則固體質(zhì)量不會(huì)減少
（3）不需要；因?yàn)橐恢蓖ㄈ隒O氣體，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中．
【反思評(píng)價(jià)】收集一氧化碳、檢驗(yàn)二氧化碳

點(diǎn)評(píng)：此類題目主要對(duì)煉鐵的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行考查．熟練掌握該實(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(wèn)題的關(guān)鍵．