题目内容

某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu  ②只有Fe2O  ③只有Fe(OH)3    ④是Fe2O3与Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu与Fe2O3的混合物 ⑥是Cu与Fe(OH)3的混合物
【资料获悉】
 
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步缩小范围,然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成。(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的                (填猜想中的序号)。
   
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为        的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按上面右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:

 
反应前
反应后
Ⅰ组
玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g
玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g
Ⅱ组
洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g
洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g
 
【交流讨论】
(1)中先通CO气体的作用是                                
(2)选择      组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第       组(填序号)。
(3)A装置中发生反应的化学方程式                            ;实验中观察到A装置中的现象为                                   
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处?        (填“需要”或“不需要”),理由是                          
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进?                                                        
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行?      (填“可行”或“不可行”)。

(1)③④⑥
(2)丙
【交流讨论】(1)排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸)
(2)Ⅰ、⑤
(3)部分红色粉末变黑
(4)不需要,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中。
【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋等收集,或其他合理答案)。
【拓展延伸】可行

解析试题分析:【实验探究】(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,说明没有水生成,从而排除猜想中的③④⑥;(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,丙同学的观点正确,因为氧化铁与酸反应溶液变色;【交流讨论】(1)中先通CO气体的作用是排净装置内的空气;
(2)选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。计算过程如下:固体质量的减少即为氧化铁中的氧元素的质量,根据氧元素的质量计算出氧化铁的质量,进而确定成分,最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第⑤组。
(3)A装置中发生反应的化学方程式;实验中观察到A装置中的现象为部分红色粉末变黑;
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前不需要先断开A和B的连接处,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。因为一氧化碳有毒是空气污染物,故应在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋等收集)
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成此方案是可行的,因为氢气也具有还原性,能达到预期的效果.
考点:物质成分的确定、实验基本操作及注意的问题

练习册系列答案
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在化学课上,甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是          ,白色物质可能是Na2O或           
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是                    
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠:Na2O + H2O = 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。

实验方案
实 验 操 作
实验现象
结 论
方案1
取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品
全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液
溶液变成红色
白色物质
为Na2O
方案2
①取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液
出现白色沉淀
白色物质
     
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液
无明显现象
【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确,理由是                         
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为                                
                                           
                                           

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