Question

某化學(xué)興趣小組有一次活動的內(nèi)容是：對一包干燥的紅色粉末組成進(jìn)行探究請你參與并回答有關(guān)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與Fe(OH)₃的混合物

⑤是Cu與Fe₂O₃的混合物  ⑥是Cu與Fe(OH)₃的混合物

【資料獲悉】

 

（2）白色無水CuSO₄遇水變藍(lán)；

（3）Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl₃＋Cu＝2FeCl₂＋CuCl₂。

【探究思路】利用物質(zhì)的性質(zhì)不同設(shè)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(dāng)?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究其組成。（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計）

【實驗探究】

（1）甲同學(xué)取適量紅色粉末裝入試管中，按下面左圖進(jìn)行實驗。結(jié)果無水CuSO₄沒有變藍(lán)，從而排除猜想中的                 （填猜想中的序號）。

    

（2）在甲同學(xué)實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，乙同學(xué)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(xué)認(rèn)為可以排除猜想中的①和⑤，而丙同學(xué)認(rèn)為只能排除猜想①，你認(rèn)為         的觀點正確（填“乙”或“丙”）。

（3）丁同學(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，按上面右圖在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實驗。開始時緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時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）中先通CO氣體的作用是                                。

（2）選擇       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(jié)果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第        組（填序號）。

（3）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                             ；實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)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(xué)指出：從環(huán)保角度，上右圖裝置有嚴(yán)重不足之處。你認(rèn)為應(yīng)該如何改進(jìn)？                                                        。

【拓展延伸】有同學(xué)提出丁同學(xué)上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將上面右圖中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(rèn)為是否可行？       （填“可行”或“不可行”）。

 

Answer 1

【答案】

（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(fā)生爆炸）

（2）Ⅰ、⑤

（3） 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

【解析】

試題分析：【實驗探究】（1）甲同學(xué)取適量紅色粉末裝入試管中，按下面左圖進(jìn)行實驗。結(jié)果無水CuSO₄沒有變藍(lán)，說明沒有水生成，從而排除猜想中的③④⑥；（2）在甲同學(xué)實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，乙同學(xué)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(xué)認(rèn)為可以排除猜想中的①和⑤，而丙同學(xué)認(rèn)為只能排除猜想①，丙同學(xué)的觀點正確，因為氧化鐵與酸反應(yīng)溶液變色；【交流討論】（1）中先通CO氣體的作用是排凈裝置內(nèi)的空氣；

（2）選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成。計算過程如下：固體質(zhì)量的減少即為氧化鐵中的氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氧元素的質(zhì)量計算出氧化鐵的質(zhì)量，進(jìn)而確定成分，最終計算結(jié)果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第⑤組。

（3）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；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，本實驗停止加熱前不需要先斷開A和B的連接處，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(xué)指出：從環(huán)保角度，上右圖裝置有嚴(yán)重不足之處。因為一氧化碳有毒是空氣污染物，故應(yīng)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(xué)提出丁同學(xué)上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將上面右圖中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此方案是可行的，因為氫氣也具有還原性，能達(dá)到預(yù)期的效果．

考點：物質(zhì)成分的確定、實驗基本操作及注意的問題