Question

“戴窑中学创新”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Fe₂O₃                   ③是Cu 、Fe(OH)₃的混合物

 ④是Fe₂O₃、Fe(OH)₃的混合物    ⑤是Cu 、Fe₂O₃的混合物     ⑥只有Fe(OH)₃

【资料获悉】（1）2Fe(OH)₃    Fe₂O₃ +3H₂O    

（2）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在装置A中先通CO气体的作用是                                                    。

②应该选择           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写出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，图29-2装置有严重不足之处。请指出不足并加以改进？

                                                                        。

【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，并将图29-2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”）。

 

Answer 1

【答案】

③④⑥  丙   排尽装置中空气，防止发生爆炸   ⑤

Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂  红棕色粉未变黑色  

不需要，因为停止加热仍继续通CO至玻璃管冷却

没有进行尾气处理 应在B装置后加酒精灯点燃或用气球回收   可行

【解析】

试题分析：（1）无水硫酸铜没有变蓝说明没有水蒸气产生，根据题干可知只有氢氧化铁加热可以产生水蒸气，所以可以排除③④⑥；（2）丙同学正确，因为⑤中三氧化二铁和盐酸反应生成氯化铁，氯化铁可以和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，没有固体剩余，所以只能排除猜想①；（3）①在装置A中先通CO气体的作用是排尽装置中空气，防止发生爆炸，②应选用Ⅰ数据，通过得到的数据可知如果全是三氧化二铁不会只减少1.2克的质量，所以组成为铜和三氧化二铁，③ A装置中发生反应的化学方程式为一氧化碳高温还原三氧化二铁的方程式，生成铁单质和二氧化碳，现象为红棕色粉未变黑色，④不需要，因为停止加热仍继续通CO至玻璃管冷却；【反思评价】缺陷是没有进行尾气处理 应在B装置后加酒精灯点燃或用气球回收；【拓展延伸】换成氢氧，用碱石灰吸收，方案可行，氢气还原三氧化二铁生成铁单质和水，碱石灰可以吸收产生的水，用固体粉末反应前后的质量差来确定固体粉末中各物质的组成。

考点：探究物质组成

点评：本题较为综合，考查知识点并不唯一，是集实验探究和基础知识于一体的考查方式，较为灵活，有一定的难度，近年考察较为热点，应引起重视。