Question

某化學小組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溶液中發生反應：2FeCl₃＋Cu = 2FeCl₂＋CuCl₂

【實驗探究】（1）甲同學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。甲同學認為可以排除猜想中的①和③，而乙同學認為只能排除猜想①，你認為         的觀點正確（填“甲”或“乙”）。

（2）丙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，按右下圖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）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                                          。

（3）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，                                                       。

（答對下面（4）與【反思評價】兩小題將獎勵4分，但全卷總分不超過60分）

（4）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）。（2分）

【反思評價】丁同學指出：從環保角度，上圖裝置有嚴重不足之處。你認為應該如何改進？                                                          。 （2分）

 

Answer 1

【答案】

【提出猜想】② Fe₂O₃   

【實驗探究】（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生爆炸）

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

（3）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

（4）I ③   

【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應該是只有氧化鐵；

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

（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燃都有可能發生爆炸，因此在裝置A中應先通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發生3CO + Fe₂O₃        2Fe + 3CO₂所以現象為部分紅色粉末變黑；

③、因為加熱停止前一直通入CO氣體，裝置氣壓不會變小，所以不會發生倒吸現象，因此沒有必要斷開A和B的連接處；

④、因為剛開始排空的時候，裝置內的二氧化碳也被澄清石灰水吸收，導致質量會有誤差，故不能用Ⅱ組中二氧化碳的質量來計算，Ⅰ組中質量變化的是氧化鐵中氧元素，可由氧元素的質量求氧化鐵的質量，最終確定成分。

【反思評價】因為反應前后都在不斷地通入一氧化碳氣體，而一氧化碳氣體會污染空氣，所以應該在在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。