Question

【题目】有一瓶红色粉末，由铜和氧化铁中的一种或两种组成。某化学兴趣小组对该红色粉末的组成进行了探究。

（设计实验）实验装置如图，实验步骤如下：

（1）连接好装置并检查气密性。

（2）装入药品，通入一段时间一氧化碳。

（3）继续缓缓通入一氧化碳，点燃酒精喷灯，使反应充分进行。

（4）完全反应后熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至恢复到室温。

（讨论交流）

（1）反应前通入一段时间一氧化碳的目的是__________________________________。

（2）甲同学提出，为了防止溶液倒吸，熄灭酒精喷灯前应先断开装置A和B的连接，你认为是否需要并说明理由：______________________。

（3）经过讨论，该小组同学认为，装置B后还需添加一个酒精灯，并在实验步骤（2）中点燃，点燃前应对气体_____________。

（进行实验）该小组同学按上述步骤进行实验，观察到以下现象，确定该红色粉末由铜和氧化铁组成。

（1）硬质玻璃管中出现黑色物质，对应的化学方程式为_______________________。

（2）澄清石灰水变浑浊，对应的化学方程式为_______________________。

（3）完全反应后硬质玻璃管中仍有红色固体剩余。

（定量分析）上述实验中，测得某些实验数据如下表。请通过计算进一步确定该红色粉末中各成分的质量比：_____________________________。

反应前	红色粉末的质量	8.0g
	硬质玻璃管的质量	64.6g
反应后	硬质玻璃管和其中固体的总质量	70.8g

（拓展探究）将上述实验反应后硬质玻璃管中的固体研磨成粉末。

（1）取少量粉末于小烧杯中，向其中加入足量稀盐酸，充分反应，你能观察到的现象有：__________________________。

（2）再取少量粉末于另一个小烧杯中，向其中加入一定量硝酸银溶液，充分反应后过滤。向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤渣为_________（写化学式，下同），滤液中的溶质为_________。

Answer 1

【答案】排出装置中的空气，防止一氧化碳混有一定量的空气，高温时爆炸 不需要，因为熄灭酒精喷灯后还要继续通入一氧化碳至恢复到室温 验纯 铜和氧化铁的质量比为1∶3 产生无色气体，溶液变为浅绿色，有红色固体残留 Fe、Cu、Ag Fe(NO3)2

【解析】

讨论交流：

（1）反应前通入一段时间一氧化碳的目的是：一氧化碳具有可燃性，可燃性气体混有一定量的空气，遇明火容易发生爆炸，故先通入一段时间一氧化碳，将装置内的空气排尽，防止发生爆炸；

（2）不需要，因为熄灭酒精喷灯后，还要继续通一段时间一氧化碳至恢复至室温；

（3）经过讨论，该小组同学认为，装置B后还需添加一个酒精灯，并在实验步骤（2）中点燃，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火容易发生爆炸，故点燃前应对气体验纯；

进行实验：

（1）硬质玻璃管中出现黑色物质，是因为氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；

（2）澄清石灰水变浑浊是因为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；

定量，反应后，装置内减少的质量为氧化铁中氧元素的质量，氧元素的质量为：64.6g+8.0g-70.8g=1.8g，红色粉末中氧化铁的质量为：，红色粉末中铜的质量为：8.0g-6g=2g，故红色粉末中铜和氧化铁的质量比为：2g：6g=1：3；

拓展研究：

（1）将上述实验反应后硬质玻璃管中的固体研磨成粉末，取少量粉末于烧杯中，加入足量稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与稀盐酸反应，故实验现象为：有气泡生成，溶液变为浅绿色，有红色固体残留；

（2）再取少量粉末于另一个小烧杯中，向其中加入一定量硝酸银溶液，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，待铁完全反应后，铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银，充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明铁过量，硝酸银已经完全被置换，铜未参与反应，故滤渣为：Fe、Cu、Ag；

铁过量，说明只有铁和硝酸银发生了反应生成了硝酸亚铁和银，且硝酸银已经完全反应，故滤液中的溶质为：Fe(NO3)2。