Question

16．某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究．请你参与并回答有关问题．
教师提醒：它由Cu、Fe₂0₃二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Fe₂0₃；③是Cu、Fe₂0₃的
混合物
资料获悉：Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
实验探究
（1）甲同学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．甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为乙的观点正确（填“甲”或“乙”）．
（2）丙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，按如图在通风橱中进行实验．开始时缓缓通入C0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C0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37.3g	玻璃管和固体物质的总质量为36.1g
Ⅱ组	洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0g	冼气瓶和瓶中物质的总质量为183.1g

交流讨论
①在装置A中先通C0气体的作用是赶出玻璃管中的空气．
②应该选择I组的实验数据计冀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③组（填序号）．
③写出A装置中发生反应的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；实验中观察到A装置中的现象为固体中有部分由红色变黑色．
反思评价：丁同学指出：从环保角度，如图装置有严重不足之处．你认为应该如何改进？B装置的导管口放一燃烧着的酒精灯．

Answer 1

分析 （1）根据氧化铁与稀盐酸可反应及Cu在FeCl₃溶液中发生的反应分析甲、乙判断的正确性；
（2）①根据一氧化碳与空气混合加热可能会发生爆炸，在装置A中先通C0气体的作用是赶出玻璃管中的空气进行解答；
②根据氧化铁与一氧化碳的反应原理可知，反应后硬质玻璃管及所盛固体总质量减少的是氧化铁中氧元素的质量；Ⅱ组实验使用的是石灰水吸收二氧化碳，吸收的可能不够完全从而使实验数据不准确，应该使用Ⅰ组数据进行分析；然后依据元素的质量分数或根据方程式利用差量法分析反应后固体中铁粉的质量和固体的组成；
③依据反应原理及氧化铁、铁粉的颜色分析解答；
反思评价：考虑到CO有毒，排放到空气中会污染大气，应对尾气进行处理．

解答 解：
（1）氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁，生成的氯化铁能与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；根据题意：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，所以既有可能全部是氧化铁，也可能是氧化铁和铜的混合物，乙的观点正确；
（2）①一氧化碳与空气混合加热可能会发生爆炸，在装置A中先通C0气体的作用是赶出玻璃管中的空气；
②氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，由此可知：反应后硬质玻璃管及所盛固体总质量减少的是氧化铁中氧元素的质量；由图中数据可知，固体质量减少，所以该固体中一定有氧化铁，可能有铜；Ⅱ组实验使用的是石灰水吸收二氧化碳，吸收的可能不够完全从而使实验数据不准确，所以应该使用Ⅰ组数据进行确定；
设粉末中氧化铁的质量为x
3CO+Fe₂O₃  $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂   固体质量减少
    160           112            48
     x                          1.2g
$\frac{160}{x}$=$\frac{48}{1.2g}$
   x=4g
粉末共有5.0g，其中氧化铁4g，所以含有铜粉；
③一氧化碳在高温条件下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；氧化铁是和铜都是红色，铁粉是黑色，所以实验中观察到A装置中的现象为固体中有部分由红色变黑色；
反思评价：CO有毒，排放到空气中会污染大气，应对尾气进行处理，在B装置后加酒精灯点燃或用气球回收；
故答案为：（1）乙；
（2）①赶出玻璃管中的空气；   ②I； ③；③Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；固体中有部分由红色变黑色；
 反思评价：B装置的导管口放一燃烧着的酒精灯．

点评 本题是一道综合性探究题，解答时熟练掌握物质的性质、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，能很好的考查学生分析解决问题的能力．