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

【答案】

[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%

【解析】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%

考点：根据信息解题的综合能力的考查，一氧化碳与氧化铁反应实验的综合考查以及化学方程式书写、计算等考查。