Question

13．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．
【老师提醒】它由铜、氧化铁两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只有铜；②只有只有氧化铁；③是铜、氧化铁的混合物
【资料获悉】
①铜在氯化铁溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
②氧化铁能被稀盐酸溶解：Fe₂O₃₊6HCl═2FeCl₃+3H₂O
【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，震荡后观察，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，你认为乙（填“甲”或“乙”）的观点正确．
（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5g装入硬质玻璃管中，按右图在同分橱中进行试验．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，仍继续铜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

【讨论交流】
（1）在装置A中先通入CO气体的作用是排净装置中的空气．
（2）应该选择Ⅰ组的实验数据计算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③组（填序号）
（3）写出A装置中发生的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（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？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中．
【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？在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉．

Answer 1

分析 【提出猜想】根据红色粉末可能的组成是只有Cu；只有Fe₂O₃；也可能是Cu、Fe₂O₃的混合物进行分析；
【友情提示】根据氧化铁与稀盐酸反应生成了氯化铁，铜能氯化铁反应进行分析；
【交流讨论】（1）根据一氧化碳和空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火会发生爆炸进行分析；
（2）根据合理选择实验数据，能够减小实验误差进行分析；
（3）根据氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳进行分析；
（4）根据实验情况可以判断相关方面的问题；
【反思评价】根据一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境进行分析．

解答 解：【提出猜想】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；
【友情提示】由于氧化铁与稀盐酸反应生成了氯化铁，铜能氯化铁反应，所以乙正确；
【交流讨论】（1）在装置A中先通CO气体的作用是排净玻璃管中的空气，防止二氧化碳和空气的混合气体在加热时引起爆炸；
（2）应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成，因为Ⅱ组的实验数据受空气中二氧化碳的影响；
如果只有铜，因为铜不能和一氧化碳反应，所以反应后质量应该不变；
如果只有氧化铁，则反应后减少的质量为：5.0g×$\frac{48}{160}$×100%=1.5g，而实验中减少的质量为：37.3g-36.1g=1.2g，所以物质中含有氧化铁和铜；
（3）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中，所以不需要先断开A和B装置的连接处；
【反思评价】因为一氧化碳逸散到空气中会污染环境，所以应该在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等），以防一氧化碳污染环境．
故答案为：【提出猜想】只有氧化铁；
【友情提示】乙；
【交流讨论】（1）排净装置中的空气；
（2）Ⅰ，③；
（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）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；
【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．