题目内容

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究,该红色粉末可能由Cu 、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能是:①Cu      ②Fe2O3    ③Cu和Fe2O3
【查阅资料】(1)白色无水CuSO4遇水变蓝
(2)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
【实验探究】
[甲组同学]:定性检测该红色粉末的物质组成
(1)小云取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,充分振荡后观察,发现固体全部溶解,得有色溶液。则猜想        一定不成立,其中一定发生反应的化学方程式为                 
(2)小伟向小云得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝,反应充分后,观察到                      
现象,得出猜想③成立。
[乙组同学]:定量测定该红色粉末中氧化铁的质量分数
实验步骤:小晨称取该红色粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按下图进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再高温加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关物质的总质量(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计),其数据如下表:

   
反应前
反应后


玻璃管和红色粉末的总质量为48.3 g
玻璃管和固体物质的总质量为47.1 g


洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为258.6 g
洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为261.9 g
 
【交流讨论】
(1)在装置A中先通CO气体的目的是                                。A装置中发生反应的化学方程式为                             
(2)根据上述表格中的实验数据计算:红色粉末中氧化铁的质量分数为            
(3)从环保角度看上述装置有严重不足之处。你认为应该如何改进?              
【拓展延伸】对实验后B装置洗气瓶内溶液做进一步探究
实验步骤:小渊同学取该洗气瓶内溶液54.4克(假设溶质只有碳酸钠一种),逐滴加入稀盐酸50克至无气泡冒出为止,生成二氧化碳4.4克。试计算:
(1)加入稀盐酸的溶质质量分数。
(2)反应后所得溶液的溶质质量分数。
[甲组同学]:(1)①,6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O (2)铁丝表面有红色物质生成
【交流讨论】(1)排尽玻璃管内空气   3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ,(2)80%
(3)尾气处理 :在导管口末端放一燃着的酒精灯,将多余的一氧化碳烧掉
【拓展延伸】(1)14.6%  (2)11.7%
试题分析:因为铜不与盐酸反应,而取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,充分振荡后观察,发现固体全部溶解,得有色溶液,所以猜想①一定不成立,其中一定发生反应的化学方程式为6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O;又猜想③成立,向有色溶液(硫酸铜溶液)中插入一根洁净的铁丝,反应充分后,现象应是铁丝表面有红色物质生成;在装置A中先通CO气体的目的是排尽玻璃管内空气,防止加热时发生爆炸,A装置中发生反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ,根据表格中的实验数据计算:红色粉末中氧化铁的质量为1.2÷48/160=4g,氧化铁的质量分数为4/5×100%=80%,从环保角度看上述装置有严重不足之处是没有尾气处理,应在导管口末端放一燃着的酒精灯,将多余的一氧化碳烧掉,以防污染空气。
【拓展延伸】(1)设HCl的质量为X,生成NaCl质量为Y
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2
73          117        44
X              Y        4.4g
73:44=X:4.4g   X=7.3g
所以盐酸的质量分数=7.3g/50g×100%=14.6%
(2)117:44=Y:4.4g   Y=11.7g
所得溶液质量=54.4-4.4+50=100g
所得溶液的质量分数=11.7/100×100%=11.7%
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