Question

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、Fe₂O₃二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

 

；③是Cu、Fe₂O₃的混合物
【实验探究】
同学们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37.3g	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	洗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

 

；
（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装置的连接处？

 

（填“需要”或“不需要”），理由是

 

．
【反思评价】
丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处．你认为应该如何改进？

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,一氧化碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【提出猜想】
红色粉末可能的组成是只有Cu；只有Fe₂O₃；也可能是Cu、Fe₂O₃的混合物；
【实验探究】
根据表中提供的数据可以判断物质的组成；
【交流讨论】
（1）一氧化碳和空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火会发生表中；
（2）合理选择实验数据，能够减小实验误差；
（3）氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳；
（4）根据实验情况可以判断相关方面的问题；
【反思评价】
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．

解答：解：【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、Fe₂O₃的混合物．
故填：Fe₂O₃．
【交流讨论】
（1）在装置A中先通CO气体的作用是排净装置中的空气．
故填：排净装置中的空气．
（2）应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成，因为Ⅱ组的实验数据受空气中二氧化碳的影响；
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×

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．
故填：Ⅰ；③．
（3）A装置中发生反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂．
（4）因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中，所以不需要先断开A和B装置的连接处．
故填：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】
因为一氧化碳逸散到空气中会污染环境，所以应该在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等），以防一氧化碳污染环境．
故填：在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等）．

点评：实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．