精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
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、Fe2O3、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Fe2O3
③只有Fe(OH)3④是Fe2O3、Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu、Fe2O3的混合物   ⑥是Cu、Fe(OH)3的混合物
资料获悉:(1)2Fe(OH)3
  △  
.
 
 Fe2O3+3H2O
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
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、CO2忽略不计)
实验探究:
精英家教网
(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CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的
 
.(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
 
的观点正确(填“乙”“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

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

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)在装置A中先通CO气体的作用是
 

(2)应该选择
 
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
 
组(填序号).
(3)写出A装置中发生反应的化学方程式
 
;实验中观察到A装置中的现象为
 

(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?
 
(填“需要”或“不需要”),理由是
 

反思评价:戊同学指出:从环保角度,图2装置有严重不足之处.你认为应该如何改进?
 

拓展延伸:有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将图28-2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?
 
(填“可行”或“不可行”).
分析:(1)根据2Fe(OH)3
  △  
.
 
 Fe2O3+3H2O,白色无水CuSO4遇水变蓝来分析;
(2)根据Cu与盐酸不反应,Fe2O3、Fe(OH)3与盐酸不反应以及Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2来分析;
(3)(1)根据CO具有可燃性,与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸;
(2)第Ⅱ组数据,因石灰水少量,不能证明二氧化碳完全反应,根据选择Ⅰ组的实验数据根据方程式来计算确定红色粉末的组成.
(3)氧化铁能与一氧化碳反应生成黑色的铁粉,而铜不与一氧化碳反应;
(4)根据实验结束后,需要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却来分析;根据一氧化碳有毒,需要进行尾气处理来分析;根据氢气具有还原性,能代替一氧化碳来还原氧化铁,生成的水能被碱石灰充分吸收来分析.
解答:解:(1)2Fe(OH)3
  △  
.
 
 Fe2O3+3H2O,白色无水CuSO4遇水变蓝,按图1进行实验.结果无水CuSO4没有变蓝,即无水生成,说明固体中不含Fe(OH)3,可排除猜想中的③④⑥,
故答案为:③④⑥;
(2)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ,取红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色,可推断排除猜想中的①,故红色粉末可能是Fe2O3 或Cu、Fe2O3的混合物,所以说丙同学的观点正确,故答案为:丙;
(3)(1)根据CO具有可燃性,与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸,因此,应先通CO排尽玻璃管中的空气,然后再加热.所以在装置A中先通CO气体的作用是:排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸),
故答案为:排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸);
(2))Ⅱ组实验使用的是石灰水吸收二氧化碳,吸收的不够完全使实验数据不准确,应该使用Ⅰ组数据进行确定
设粉末中氧化铁的质量为x
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2    固体△m
    160        112          48
     x                     1.2g
  
160
x
=
48
1.2g

   x=4g
而粉末共有5g,氧化铁4g,所以含有铜粉,
故答案为:Ⅰ;⑤;
(3)氧化铁能与一氧化碳反应生成黑色的铁粉,反应为3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2,而铜不与一氧化碳反应,
故答案为:3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2;部分红色粉末变黑;
(4)实验结束后,需要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却,CO气体进入B中溶液中,所以不会出现倒吸现象,
一氧化碳有毒,需要进行尾气处理,可以在B装置后放一燃着的酒精灯,
因氢气具有还原性,能代替一氧化碳来还原氧化铁,生成的水能被碱石灰充分吸收,可以计算出Fe2O3的质量,确定固体的成分,
故答案为:不需要;因为一直通入CO气体进入B中,B中溶液不会倒吸到A装置中;在B装置后放一燃着的酒精灯;可行.
点评:本题考查了混合粉末组成的测定,完成此题,可以依据题干提供的信息结合已有的知识进行,难度较大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

【实验名称】对草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液反应的速率变化的探究.某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快.即反应速率由小变大.为此,甲同学做了如下实验进行探究:(已知:
①MnO4-在酸性环境下的还原产物是Mn2+   ②2KClO3
 MnO2 
.
2KCl+3O2↑,2KMnO4
 △ 
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑)
【实验用品】仪器:试管(若干个)、胶头滴管、100mL容量瓶、250mL容量瓶、10mL量筒、托盘天平、玻璃棒、烧杯、药匙
试剂:草酸晶体( H2C2O4?2H2O、0.01mol/L KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体
【实验内容】
(1)0.10mol/L H2C2O4溶液的配制:
实验室欲配制100mL 0.10mol/L H2C2O4溶液,需要称取草酸晶体
1.3
1.3
 g(精确到0.1g);实验中需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、胶头滴管和
100mL容量瓶
100mL容量瓶

(2)反应的速率变化的探究:
在1号和2号试管中分别加入2mL0.10mol/L H2C2O4溶液,在1号试管中加入硫酸锰固体.然后在两支试管中加入4mL 0.010mol/L 
KMnO4溶液和几滴稀硫酸.现做如下对比实验,现象如下表所示:
加入药品 不加MnSO4的硫酸
酸化的H2C2O4溶液
加少量MnSO4的硫酸
酸化的H2C2O4溶液
实验现象
(褪色时间)/s
H2C2O4褪色很慢
(31秒)
H2C2O4褪色很快(4秒)
请回答下列问题:
①甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是:
秒表
秒表

②H2C2O4溶液与酸性的KMnO4溶液反应的离子方程式为:
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

③甲同学测出的褪色时间是以下列哪个选项为依据的
C
C

A、从KMnO4溶液滴加到刚好接触H2C2O4溶液开始,溶液由紫红色变为近乎无色,半分钟之内不再出现紫红色为止.
B、从KMnO4溶液滴加到刚好接触H2C2O4溶液开始,溶液由无色变为紫红色为止.
C、从KMnO4溶液滴加到刚好接触H2C2O4溶液开始,溶液由紫红色变为近乎无色为止.
④甲同学认为该反应褪色由慢到快的原因是
锰离子在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率
锰离子在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率
.于是甲同学得出结论
在其它条件不变的情况下,加入催化剂可加快化学反应速率
在其它条件不变的情况下,加入催化剂可加快化学反应速率

(3)乙同学和丙同学从甲同学的实验探究中得到启示,他们也分别提出了能影响该溶液化学反应速率因素的另外两种可能原因,你认为他们提出的两种可能原因是:I
该反应是放热反应,温度升高,反应速率增大,溶液褪色加快
该反应是放热反应,温度升高,反应速率增大,溶液褪色加快
,II
硫酸的浓度影响反应速率,加入少量硫酸,可以促进草酸和高锰酸钾溶液的反应
硫酸的浓度影响反应速率,加入少量硫酸,可以促进草酸和高锰酸钾溶液的反应

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大.小组成员为此“异常”现象展开讨论,猜想造成这种现象的最可能原因有两种,并为此设计实验进行探究验证.
猜想Ⅰ:此反应过程放热,温度升高,反应速率加快;
猜想Ⅱ:….
【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因;
【实验用品】仪器:试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;
试剂:0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4(硫酸酸化)溶液等.
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容.
(1)草酸(H2C2O4,弱酸)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为(已知:MnO4_还原产物是Mn2+
 

(2)要完成对猜想Ⅰ的实验验证,至少还需要一种实验仪器是
 

(3)猜想Ⅱ可能是
 
.要设计实验验证猜想Ⅱ,进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是
 

(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容.
试管A 试管B
加入试剂
 
 
(预期)实验现象
(褪色时间)
 
 
结论 猜想Ⅱ正确

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:2015届广东省广州市四校高二上学期期末联考化学试卷(解析版) 题型:实验题

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论,猜想造成这种现象的最可能原因有两种,并为此设计实验进行探究验证。

猜想Ⅰ:此反应过程放热,温度升高,反应速率加快;

猜想Ⅱ:……。

【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因

【实验用品】仪器:试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;

试剂:0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4(硫酸酸化)溶液等。

请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容。

(1)草酸(H2C2O4,弱酸)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为(已知:MnO4_还原产物是Mn2+                                                    

(2)要完成对猜想Ⅰ的实验验证,至少还需要一种实验仪器是               

(3)猜想Ⅱ可能是______________________________________________________________。要设计实验验证猜想Ⅱ,进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是             

(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。

 

试管A

试管B

加入试剂

 

 

(预期)实验现象

(褪色时间)

 

 

结论

猜想Ⅱ正确

 

 

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

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、Fe2O3、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Fe2O3
③只有Fe(OH)3④是Fe2O3、Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu、Fe2O3的混合物  ⑥是Cu、Fe(OH)3的混合物
资料获悉:(1)2Fe(OH)3数学公式 Fe2O3+3H2O
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
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、CO2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CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的______.(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______的观点正确(填“乙”“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

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

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)在装置A中先通CO气体的作用是______.
(2)应该选择______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______组(填序号).
(3)写出A装置中发生反应的化学方程式______;实验中观察到A装置中的现象为______.
(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?______(填“需要”或“不需要”),理由是______.
反思评价:戊同学指出:从环保角度,图2装置有严重不足之处.你认为应该如何改进?______.
拓展延伸:有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将图28-2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?______(填“可行”或“不可行”).

查看答案和解析>>

同步练习册答案