题目内容

6．某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究．请你参与并回答问题：
【教师提醒】它由Cu、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成
【提出猜想】红色粉末可能的组成：
猜想①只有Cu； 猜想②只有Fe2O3； 猜想③是Cu、Fe2O3的混合物
【实验探究】
同学们为确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，如图1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，继续通CO气体直至玻璃管冷却．

（1）在装置A中先通CO气体的目的是排净装置中的空气，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+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（2）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
玻璃管和红色粉末的总质量为37.3g玻璃管和固体物质的总质量为36.1g
小丁同学分析表中的数据后，得出的结论是猜想③成立．
（3）小林同学认为为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前应先断开A和B的连接，小丽认为不需要，理由是因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中．
【反思评价】实验后小组内有同学指出：上图装置未进行尾气的处理．于是有同学设计了用图2装置代替原装置，实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有AB．
A．收集一氧化碳    B．吸收二氧化碳    C．检验二氧化碳．

分析 本题是一道综合性探究题，利用物质的性质不同设计实验加以甄别，来探究红色粉末的组成，先分别探究其中是否含有
Fe2O3、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确定其组成．
【提出猜想】根据题中信息解答，单独的氧化铁也是红色固体．
【实验探究】
（1）探究要考虑到CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热．写出化学方程式，氧化铁被还原出的铁粉呈黑色．
（2）根据表中数据，利用了一氧化碳的还原性和定量实验来确定是否有铜；
（3）一氧化碳一直向里通入，不会产生倒吸现象．
【反思评价】由于一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，因此要进行尾气处理．

解答 解：
【提出猜想】由于氧化铜氧化铁均是红色固体，所以红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有 Fe2O3；
③是Cu、Fe2O3的混合物
【实验探究】
（1）根据CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热．所以在装置A中先通CO气体的作用是：排净装置中的空气，发生反应的化学方程式3CO+Fe2O3  $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，因此实验中观察到A装置中的现象为：部分红色粉末变黑；
（2）如果只有铜，因为铜不能和一氧化碳反应，所以反应后质量应该不变；
如果只有氧化铁，则反应后减少的质量为：5.0g×$\frac{48}{160}$×100%=1.5g，而实验中减少的质量为：37.3g-36.1g=1.2g，所以物质中含有氧化铁和铜．
（3）因为在反应中一直通入CO气体直至冷却，B中溶液不会倒吸到A装置中；
【反思评价】
此反应应考虑到CO有毒，排放到空气中会污染大气，显然，该装置没有对尾气进行处理，C的作用是收集一氧化碳、吸收二氧化碳、检验二氧化碳、防止一氧化碳污染空气等．
答案：
【提出猜想】只有Fe2O3 
【实验探究】
（1）排净装置中的空气，防止加热时发生爆炸；3CO+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2；
（2）③； 
（3）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】AB．

点评 此类题目主要对炼铁的实验原理、实验现象、操作步骤、尾气处理、装置连接及实验分析与评价等方面进行考查．熟练掌握该实验的反应原理以及实验注意事项是解决此类问题的关键．

练习册系列答案
相关题目
16．实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．
小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【讨论交流】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是A
A．酸 B．碱 C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3．ⅡNa2CO3和NaHCO3的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：
物质NaClNaOHNa2CO3NaHCO3
溶解度g361092159.6
小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是NaHCO3
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na2CO3；③可能是NaOH
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是NaCl溶液
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na2CO3溶液，他又进行了如表实验．
实验步骤实验现象结论及化学方程式
取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸产生大量气泡反应的化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
把产生的气体通入澄清的石灰水中．澄清的石灰水变浑浊猜想②正确．
反应的化学方程式：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
17．如图1是木炭在氧气中燃烧实验的操作示意图，请回答下列问题：

（1）取用木炭的仪器叫坩埚钳．
（2）把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时，应该由上向下缓慢插入，理由是木炭与氧气充分反应． 
（4）如图2是硫和铁在氧气中燃烧的反应；回答下列问题：
①）甲乙两个集气瓶底部的水各有什么作用？
甲：防止溅落的熔化物炸裂瓶底；
乙：吸收二氧化硫气体，防止污染空气；
②集气瓶底部的水能否都换成细沙？为什么？甲瓶中底部的水能换成细沙，细沙能将瓶底降落的熔化物隔开；乙瓶中底部的水不能换成细沙，细沙不能吸收二氧化硫气体．
14．下列对实验现象描述错误的是（　　）
A．镁条在空气中燃烧，产生耀眼的白光
B．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰
C．铝丝放在硫酸铜溶液中，有红色物质析出
D．铜比铝的导电性能更好，所以可以用铜丝做高压电线
1．化学与生活密切相关
①生活中常用稀盐酸来除铁锈，将一生锈的铁钉放入一杯稀盐酸中，不一会发现溶液变黄色，反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；接下来又发现有气泡产生，是因为铁和盐酸发生了反应，由此说明锈铁钉不能长时间浸泡在酸溶液中．
②我们通常测得正常雨水检验其pH＜7，这是因为溶解有二氧化碳的原因．如果当雨水的PH＜5.6，则称为酸雨．
③熟石灰的主要化学成分是Ca（OH）2（填化学式），它由生石灰与水反应得到，其反应的化学方程式是CaO+H2O═Ca（OH）2．用熟石灰制成的石灰浆刷墙壁，过几天就变得白而坚硬，其变化过程的化学方程式是Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
11．下列有关物质粒子或图示的叙述不正确的是（　　）
A．原子、分子、离子都是构成物质的微粒
B．未见饭菜就闻到饭菜的香味，说明分子是不断运动的
C．某粒子示意图，表示的是一种阳离子
D．保持二氧化硫的化学性质的最小粒子是硫原子和氧分子
18．请按要求回答下列问题．
（1）请用适当的化学用语回答：
①约占空气总体积五分之四的气体N2．（填化学式）
②水通电负极得到的气体H2．（填化学式）
③吸烟有害健康．香烟烟气中与血红蛋白结合能力强的有毒气体是CO．（填化学式）
④天然气走进千家万户已经成为现实，天然气的主要成分是CH4．（填化学式）
⑤化石燃料属于不可再生能源，其燃烧排放的大量气体CO2（填化学式）会引起全球气候变暖．一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石（地壳中最常见的矿石，含量高达60%）成分的水溶液里，其中一种反应的化学方程式为KAlSi3O8+CO2+2H2O=KHCO3+X+3SiO2↓，则X的化学式为Al（OH）3．
⑥铁锈蚀好像有百害无一利，但有人善于逆向思维，利用铁生锈能吸收空气中O2和H2O（填化学式）并放热，发明了暖宝宝、食品脱氧干燥剂．
⑦市场上有一种罐装饮料，在饮料罐的夹层中分别装入一种固体物质和水，饮用前摇动罐头使它们混合，罐内饮料温度就会降低（俗称“摇摇冰”）．这种固体物质的化学式是NH4NO3．
⑧长期盛放澄清石灰水的试剂瓶内壁往往附着一层白色固体．用化学方程式解释原因Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
（2）①由质子数为1的原子形成的阳离子符号H+．
②下列化学符号中数字“2”表示的意义正确的是A（填字母）．
A．Fe2+：一个亚铁离子带2个单位正电荷       B．$\stackrel{+2}{Ca}$O：氧化钙的化合价为+2价
C．H2：2个氢原子                          D.2Mg：2个镁分子．
15．近年来，我国多地出现雾霾天气增多现象，下列属于大气污染物的是A
A．NO2  B．N2  C．O2  D．CO．
16．化学用语可准确、简洁地记录、表达、交流化学信息．请用化学符号表示：
（1）两个氯原子2Cl；2个氢气分子2H2；氧元素O．
（2）3个水分子3H2O  5个氧离子5O2-
（3）化学反应中的最小粒子是原子．

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