13.某化学兴趣小组有一次活动的内容是: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、Fe
2O
3、Fe(OH)
3三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Fe
2O
3 ③只有Fe(OH)
3④是Fe
2O
3与Fe(OH)
3的混合物
⑤是Cu与Fe
2O
3的混合物 ⑥是Cu与Fe(OH)
3的混合物
【资料获悉】
(1)2Fe(OH)
3$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe
2O
3+3H
2O
(2)白色无水CuSO
4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl
3溶液中发生反应:2FeCl
3+Cu=2FeCl
2+CuCl
2.
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)
3、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其组成.(装置内空气中的水蒸气、CO
2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按图1进行实验.结果无水CuSO
4没有变蓝,从而排除猜想中的③④⑥(填猜想中的序号).
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另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,溶液变色.乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为丙的观点正确(填“乙”或“丙”).
(3)丁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,按图2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)中先通CO气体的作用是排净装置中的空气.
(2)选择Ⅰ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⑤组(填序号).
(3)A装置中发生反应的化学方程式3CO+Fe
2O
3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO
2;实验中观察到A装置中的现象为部分红色粉末变黑.
(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?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】戊同学指出:从环保角度,上右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.
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H
2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行?可行(填“可行”或“不可行”).