Question

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究，该红色粉末可能由Cu 、Fe₂O₃两种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能是：①Cu      ②Fe₂O₃    ③Cu和Fe₂O₃
【查阅资料】（1）白色无水CuSO₄遇水变蓝
（2）Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃＋Cu=2FeCl₂＋CuCl₂
【实验探究】
[甲组同学]：定性检测该红色粉末的物质组成
（1）小云取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，充分振荡后观察，发现固体全部溶解，得有色溶液。则猜想        一定不成立，其中一定发生反应的化学方程式为                 。
（2）小伟向小云得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝，反应充分后，观察到                      
现象，得出猜想③成立。
[乙组同学]：定量测定该红色粉末中氧化铁的质量分数
实验步骤：小晨称取该红色粉末5．0g装入硬质玻璃管中，按下图进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再高温加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关物质的总质量（装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计），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48．3 g	玻璃管和固体物质的总质量为47．1 g
Ⅱ 组	洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为258．6 g	洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为261．9 g

 
【交流讨论】
（1）在装置A中先通CO气体的目的是                                。A装置中发生反应的化学方程式为                             。
（2）根据上述表格中的实验数据计算：红色粉末中氧化铁的质量分数为            。
（3）从环保角度看上述装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？              。
【拓展延伸】对实验后B装置洗气瓶内溶液做进一步探究
实验步骤：小渊同学取该洗气瓶内溶液54．4克（假设溶质只有碳酸钠一种），逐滴加入稀盐酸50克至无气泡冒出为止，生成二氧化碳4．4克。试计算：
（1）加入稀盐酸的溶质质量分数。
（2）反应后所得溶液的溶质质量分数。

Answer 1

[甲组同学]：(1）①,6HCl+Fe₂O₃=2FeCl₃+3H₂O (2)铁丝表面有红色物质生成
【交流讨论】（1）排尽玻璃管内空气   3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂ ，（2）80%
（3）尾气处理 ：在导管口末端放一燃着的酒精灯，将多余的一氧化碳烧掉
【拓展延伸】（1）14．6%  （2）11．7%

试题分析：因为铜不与盐酸反应，而取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，充分振荡后观察，发现固体全部溶解，得有色溶液，所以猜想①一定不成立，其中一定发生反应的化学方程式为6HCl+Fe₂O₃=2FeCl₃+3H₂O；又猜想③成立，向有色溶液（硫酸铜溶液）中插入一根洁净的铁丝，反应充分后，现象应是铁丝表面有红色物质生成；在装置A中先通CO气体的目的是排尽玻璃管内空气，防止加热时发生爆炸，A装置中发生反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂ ，根据表格中的实验数据计算：红色粉末中氧化铁的质量为1．2÷48/160=4g，氧化铁的质量分数为4/5×100%=80%，从环保角度看上述装置有严重不足之处是没有尾气处理，应在导管口末端放一燃着的酒精灯，将多余的一氧化碳烧掉，以防污染空气。
【拓展延伸】（1）设HCl的质量为X，生成NaCl质量为Y
2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑
73          117        44
X              Y        4．4g
73:44=X:4．4g   X=7．3g
所以盐酸的质量分数=7．3g/50g×100%=14．6%
（2）117:44=Y：4．4g   Y=11．7g
所得溶液质量=54．4-4．4+50=100g
所得溶液的质量分数=11．7/100×100%=11．7%