Question

某化學(xué)小組對(duì)一包干燥的紅色粉末組成進(jìn)行探究。請(qǐng)你參與并回答有關(guān)問題。

【教師提醒】它由Cu 、Fe₂O₃二種固體中的一種或兩種組成。

【提出猜想】紅色粉末可能的組成有：①只有Cu；

②只有                          ；③是Cu 、Fe₂O₃的混合物。

【資料獲悉】Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl₃＋Cu = 2FeCl₂＋CuCl₂

【實(shí)驗(yàn)探究】（1）甲同學(xué)取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解。甲同學(xué)認(rèn)為可以排除猜想中的①和③，而乙同學(xué)認(rèn)為只能排除猜想①，你認(rèn)為         的觀點(diǎn)正確（填“甲”或“乙”）。

（2）丙同學(xué)為進(jìn)一步確定紅色粉末的組成，稱取該粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按右下圖在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時(shí)間后再加熱使其充分反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻。反應(yīng)前后稱量相關(guān)裝置和物質(zhì)的總質(zhì)量，其數(shù)據(jù)如下表：

	反 應(yīng) 前	反 應(yīng) 后
Ⅰ 組	玻璃管和紅色粉末的總質(zhì)量為37.3 g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為36.1 g
Ⅱ 組	洗氣瓶和所盛溶液的總質(zhì)量為180.0 g	洗氣瓶和瓶中物質(zhì) 的總質(zhì)量為183.1 g

 

【交流討論】

（1）在裝置A中先通CO氣體的作用是                                        。

（2）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                                      ；實(shí)驗(yàn)中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為                                          。

（3）為了防止溶液倒吸，本實(shí)驗(yàn)停止加熱前是否需要先斷開A和B的連接處？

不需要，                                                       。

（答對(duì)下面（4）與【反思評(píng)價(jià)】兩小題將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但全卷總分不超過60分）

（4）選擇    組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算來確定紅色粉末的組成。最終計(jì)算結(jié)果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第       組（填序號(hào)）。（2分）

【反思評(píng)價(jià)】丁同學(xué)指出：從環(huán)保角度，上圖裝置有嚴(yán)重不足之處。你認(rèn)為應(yīng)該如何改進(jìn)？                                                          。 （2分）

 

Answer 1

【答案】

【提出猜想】② Fe₂O₃   

【實(shí)驗(yàn)探究】（1）乙

【交流討論】

（1）排凈裝置中的空氣（或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸）

（2）  3CO + Fe₂O₃        2Fe + 3CO₂     部分紅色粉末變黑

（3）理由是因?yàn)橐恢蓖ㄈ隒O氣體，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中

（4）I ③   

【反思評(píng)價(jià)】在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉（或用塑料袋收集等）。

【解析】由于固體可能由Cu、Fe₂O₃二種固體中的一種或兩種組成，所以猜想②應(yīng)該是只有氧化鐵；

（1）銅不能與鹽酸反應(yīng)，所以①一定不正確，而③中如果只有少量的銅，銅會(huì)和鹽酸與Fe₂O₃反應(yīng)生成的FeCl₃反應(yīng)而溶解，所以乙的觀點(diǎn)正確；

（2）①、由于一氧化碳是可燃性氣體，所以與空氣混合加熱或點(diǎn)燃都有可能發(fā)生爆炸，因此在裝置A中應(yīng)先通CO氣體排凈裝置中的空氣后加熱；

②、若猜想③正確則該混合物通入一氧化碳會(huì)發(fā)生3CO + Fe₂O₃        2Fe + 3CO₂所以現(xiàn)象為部分紅色粉末變黑；

③、因?yàn)榧訜嵬Ｖ骨耙恢蓖ㄈ隒O氣體，裝置氣壓不會(huì)變小，所以不會(huì)發(fā)生倒吸現(xiàn)象，因此沒有必要斷開A和B的連接處；

④、因?yàn)閯傞_始排空的時(shí)候，裝置內(nèi)的二氧化碳也被澄清石灰水吸收，導(dǎo)致質(zhì)量會(huì)有誤差，故不能用Ⅱ組中二氧化碳的質(zhì)量來計(jì)算，Ⅰ組中質(zhì)量變化的是氧化鐵中氧元素，可由氧元素的質(zhì)量求氧化鐵的質(zhì)量，最終確定成分。

【反思評(píng)價(jià)】因?yàn)榉磻?yīng)前后都在不斷地通入一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳?xì)怏w會(huì)污染空氣，所以應(yīng)該在在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉（或用塑料袋收集等）。防止尾氣污染空氣。