8.某化學興趣小組有一次活動的內容是:對一包干燥的紅色粉末組成進行探究請你參與并回答有關問題.
【教師提醒】它由Cu、Fe
2O
3、Fe(OH)
3三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Fe
2O
3 ③只有Fe(OH)
3④是Fe
2O
3與Fe(OH)
3的混合物 ⑤是Cu與Fe
2O
3的混合物 ⑥是Cu與Fe(OH)
3的混合物
【資料獲悉】
(1)2Fe(OH)
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe
2O
3+3H
2O
水CuSO
4遇水變藍;
(3)Cu在FeCl
3溶液中發(fā)生反應:2FeCl
3+Cu=2FeCl
2+CuCl
2.
【探究思路】利用物質的性質不同設計實驗加以甄別,先分別探究其中是否含有Fe(OH)
3、Cu等,逐步縮小范圍,然后再選擇適當?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究其組成.(裝置內空氣中的水蒸氣、CO
2忽略不計)
【實驗探究】
(1)甲同學取適量紅色粉末裝入試管中,按圖1進行實驗.結果無水CuSO
4沒有變藍,從而排除猜想中的③④⑥(填猜想中的序號).
(2)在甲同學實驗結論的基礎上,乙同學另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,溶液變色.乙同學認為可以排除猜想中的①和⑤,而丙同學認為只能排除猜想①,你認為丙的觀點正確(填“乙”或“丙”).
(3)丁同學為進一步確定紅色粉末的組成,稱取該粉末5.0g裝入硬質玻璃管中,按圖2在通風櫥中進行實驗.開始時緩緩通入CO氣體,過一段時間后再加熱使其充分反應.待反應完全后,停止加熱,仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻.反應前后稱量相關裝置和物質的總質量,其數(shù)據(jù)如表:
| 反應前 | 反應后 |
Ⅰ組 | 玻璃管和紅色粉末的總質量為37.3g | 玻璃管和固體物質的總質量為36.1g |
Ⅱ組 | 洗氣瓶和所盛溶液的總質量為180.0g | 洗氣瓶和瓶中物質的總質量為183.1g |
【交流討論】
(1)中先通CO氣體的作用是排凈裝置中的空氣(或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸).
(2)選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成.最終計算結果表明:該紅色粉末的組成是猜想中的第⑤組(填序號).
(3)A裝置中發(fā)生反應的化學方程式3CO+Fe
2O
3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2;實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為部分紅色粉末變黑.
(4)為了防止溶液倒吸,本實驗停止加熱前是否需要先斷開A和B的連接處?不需要(填“需要”或“不需要”),理由是因為一直通入CO氣體,B中溶液不會倒吸到A裝置中.
【反思評價】戊同學指出:從環(huán)保角度,圖2裝置有嚴重不足之處.你認為應該如何改進?
在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉(或用塑料袋等收集).
【拓展延伸】有同學提出丁同學上述實驗中的CO還可以用H
2代替,并將圖2中B裝置換成盛有堿石灰(生石灰和氫氧化鈉固體混合物)的干燥管,來確定該紅色粉末的組成,你認為是否可行?可行(填“可行”或“不可行”).