Question

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 、Fe₂O₃ 、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Fe₂O₃

③只有 Fe(OH)₃ ④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

【資料獲悉】（1）2Fe(OH)₃　　 Fe₂O₃ +3H₂O　　

（2）白色無水CuSO₄遇水變藍

（3）Cu在FeCl₃溶液中發生反應：2FeCl₃＋Cu　 2FeCl₂＋CuCl₂

【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，然后再選擇適當的試劑和方法通過實驗探究其組成。

（裝置內空氣中的水蒸氣、CO₂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28-1進行實驗。結果無水CuSO₄沒有變藍，從而排除猜想中的　 。（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，發現固體全部溶解，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 　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28-2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，其數據如下表：

	反應前	反應后
Ⅰ 組	玻璃管和紅色粉末的總質量為37.3 g	玻璃管和固體物質的總質量為36.1 g
Ⅱ 組	洗氣瓶和所盛溶液 的總質量為180.0 g	洗氣瓶和瓶中物質 的總質量為183.1 g

【交流討論】　 　　　　　　　　　　

（1）在裝置A中先通CO氣體的作用是　 。

（2）應該選擇　 組的實驗數據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 　組（填序號）。

（3）寫出A裝置中發生反應的化學方程式　 ；實驗中觀察到A裝置中的現象為　 。

（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？　 （填“需要”或“不需要”），理由是　 。

【反思評價】 戊同學指出：從環保角度，圖28-2裝置有嚴重不足之處。你認為應該如何改進？　 。

【拓展延伸】有同學提出丁同學上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將圖28-2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？　 （填“可行”或“不可行”）。

Answer 1

【實驗探究】（1）③④⑥    （2）丙 

【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生爆炸）

(2) Ⅰ   ⑤

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

（4）不需要，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】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，或其他合理答案）。

【拓展延伸】可行

（方程式2分，其余每空1分）