Question

“戴窯中學創(chuàng)新”化學興趣小組有一次活動的內(nèi)容是：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問題。

【教師提醒】它由Cu 、Fe₂O₃、Fe(OH)₃三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 、Fe(OH)₃的混合物

 ④是Fe₂O₃、Fe(OH)₃的混合物    ⑤是Cu 、Fe₂O₃的混合物     ⑥只有Fe(OH)₃

【資料獲悉】（1）2Fe(OH)₃    Fe₂O₃ +3H₂O    

（2）Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應：2FeCl₃＋Cu   2FeCl₂＋CuCl₂

【探究思路】利用物質(zhì)的性質(zhì)不同設計實驗加以甄別，先分別探究其中是否含有Fe(OH)₃、Cu等，逐步縮小范圍，然后再選擇適當?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究其組成。

（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計）

【實驗探究】

（1）甲同學取適量紅色粉末裝入試管中，按圖進行實驗，結果無水CuSO₄沒有變藍，從而排除

猜想中的          。（填猜想中的序號）

（2）在甲同學實驗結論的基礎上，乙同學另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，溶液變色。乙同學認為可以排除猜想中的①和⑤，而丙同學認為只能排除猜想①，你認為          的觀點正確（填“乙”或“丙”）。

（3）丁同學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，按圖在通風櫥中進行實驗。開始時緩緩通入CO氣體，過一段時間后再加熱使其充分反應。待反應完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻。反應前后稱量相關裝置和物質(zhì)的總質(zhì)量，其數(shù)據(jù)如下表：

	反應前	反應后
Ⅰ 組	玻璃管和紅色粉末的總質(zhì)量為37．3 g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為36．1 g
Ⅱ 組	洗氣瓶和所盛溶液的總質(zhì)量為180．0 g	洗氣瓶和瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量為183．1 g

【交流討論】                       

①在裝置A中先通CO氣體的作用是                                                    。

②應該選擇           組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成。最終計算結果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第                     組（填序號）。

③寫出A裝置中發(fā)生反應的化學方程式                                                ；實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為                                                     。

④為了防止溶液倒吸，本實驗停止加熱前是否需要先斷開A和B的連接處？                 

（填“需要”或“不需要”），理由是                                                   。

【反思評價】 戊同學指出：從環(huán)保角度，圖29-2裝置有嚴重不足之處。請指出不足并加以改進？

                                                                        。

【拓展延伸】有同學提出丁同學上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將圖29-2中B裝置換成盛有堿石灰(生石灰和氫氧化鈉固體混合物)的干燥管，來確定該紅色粉末的組成，你認為是否可行？              （填“可行”或“不可行”）。

 

Answer 1

【答案】

③④⑥  丙   排盡裝置中空氣，防止發(fā)生爆炸   ⑤

Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂  紅棕色粉未變黑色  

不需要，因為停止加熱仍繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻

沒有進行尾氣處理 應在B裝置后加酒精燈點燃或用氣球回收   可行

【解析】

試題分析：（1）無水硫酸銅沒有變藍說明沒有水蒸氣產(chǎn)生，根據(jù)題干可知只有氫氧化鐵加熱可以產(chǎn)生水蒸氣，所以可以排除③④⑥；（2）丙同學正確，因為⑤中三氧化二鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，氯化鐵可以和銅反應生成氯化銅和氯化亞鐵，沒有固體剩余，所以只能排除猜想①；（3）①在裝置A中先通CO氣體的作用是排盡裝置中空氣，防止發(fā)生爆炸，②應選用Ⅰ數(shù)據(jù)，通過得到的數(shù)據(jù)可知如果全是三氧化二鐵不會只減少1.2克的質(zhì)量，所以組成為銅和三氧化二鐵，③ A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為一氧化碳高溫還原三氧化二鐵的方程式，生成鐵單質(zhì)和二氧化碳，現(xiàn)象為紅棕色粉未變黑色，④不需要，因為停止加熱仍繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻；【反思評價】缺陷是沒有進行尾氣處理 應在B裝置后加酒精燈點燃或用氣球回收；【拓展延伸】換成氫氧，用堿石灰吸收，方案可行，氫氣還原三氧化二鐵生成鐵單質(zhì)和水，堿石灰可以吸收產(chǎn)生的水，用固體粉末反應前后的質(zhì)量差來確定固體粉末中各物質(zhì)的組成。

考點：探究物質(zhì)組成

點評：本題較為綜合，考查知識點并不唯一，是集實驗探究和基礎知識于一體的考查方式，較為靈活，有一定的難度，近年考察較為熱點，應引起重視。