Question

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究．请你参与并回答有关问题．

【教师提醒】它由Cu、Fe₂O₃二种固体中的一种或两种组成．

【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有　　；③是Cu、Fe₂O₃的混合物

【资料获悉】Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂

【实验探究】

（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解．甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为　　的观点正确（填“甲”或“乙”）．

（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按右图在通风橱中进行实验．开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应．待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却．反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：

	反应前	反应后
Ⅰ组	玻璃管和红色粉末的总质量为37.3g	玻璃管和固体物质的总质量为36.1g
Ⅱ组	洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0g	洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1g

【交流讨论】

（1）在装置A中先通CO气体的作用是　　．

（2）应该选择　　组的实验数据计算来确定红色粉末的组成．最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第　　组（填序号）．

（3）写出A装置中发生反应的化学方程式　　；实验中观察到A装置中的现象为　　．

（4）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？　　（填“需要”或“不需要”），理由是　　．

【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处．你认为应该如何改进？　　．

Answer 1

分析：

本题是一道综合性探究题，利用物质的性质不同设计实验加以甄别，来探究红色粉末的组成，先分别探究其中是否含有 Fe2O3、Cu等，逐步缩小范围，然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究确定其组成． 【提出猜想】单独的氧化铁也是红色固体． （1）根据【资料获悉】和探究（1）可排除猜想中的①，故红色粉末可能是Fe2O3  或Cu、Fe2O3的混合物． （2）探究（3）利用了一氧化碳的还原性和定量实验来确定是否有铜． 【交流讨论】 （1）探究要考虑到CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热． （2）利用I组数据计算出固体的氧化铁质量，与与混合物质量对比即可确定成分； （3）氧化铁被还原出的铁粉呈黑色． （4）一氧化碳一直向里通入，不会产生倒吸现象． 【反思评价】由于一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，因此要进行尾气处理．

解答：

解：【提出猜想】由于氧化铜氧化铁均是红色固体，所以红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有 Fe2O3； ③是Cu、Fe2O3的混合物 故答案为：Fe2O3 （2）根据资料：Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ；取红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变色，可推断排除猜想中的①，故红色粉末可能是Fe2O3  或Cu、Fe2O3的混合物； 所以说乙同学的观点正确； 故答案为：乙 【交流讨论】 （1）根据CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热．所以在装置A中先通CO气体的作用是：排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）； 故答案为：排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）； （2）第Ⅱ组数据，不能证明二氧化碳完全反应（石灰水少量）；应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成． 设粉末中氧化铁的质量为x 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体△m 160            112      48 x                      1.2g =，x=4g 粉末共有5g，氧化铁4g，所以含有铜粉； 故答案为：Ⅰ；③； （3）A装置中发生反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；红色粉末是Cu、Fe2O3的混合物，因此实验中观察到A装置中的现象为：部分红色粉末变黑； 故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；部分红色粉末变黑； （4）因为在反应中一直通入CO气体直至冷却，B中溶液不会倒吸到A装置中． 故答案为：不需要；因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中；