题目内容
3．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 |
（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：如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．
阅读快车系列答案| A． | 碳能形成多种单质，如：金刚石、石墨、C60等．碳具有还原性，用焦炭可冶炼铁 | |
| B． | SO3、CO2、CO是非金属氧化物，都可用NaOH溶液吸收 | |
| C． | C、CO、CH4、C2H2OH均能作为燃料使用 | |
| D． | 铁是化学性质比较活泼的金属，除与氧气反应外，还能与某些酸和盐溶液发生置换反应 |
| A． | CO2 | B． | O2 | C． | 2O2 | D． | 2O |
| A． | 高锰酸钾、氮气 | B． | 洁净的空气、氧气 | C． | 铝、二氧化碳 | D． | 硫粉、铁粉 |
实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（加有少量二氧化锰）分别制取氧气，其氧气质量与反应时间的关系如图．下列说法错误的是（ ）| A． | 同时开始反应，先产生氧气的是高锰酸钾 | |
| B． | 若两种药品价格相当，则用氯酸钾制氧气更划算 | |
| C． | 制取等质量的氧气，所需氯酸钾质量更少，但时间更长 | |
| D． | 最终氯酸钾产生氧气更多，原因是加入了少量二氧化锰 |
【查阅资料】
①NaN3受撞击会迅速分解生成Na、N2，写出该反应的化学方程式2NaN3$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$2Na+3N2↑．
②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成；
③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物；
④NaN3工业上制备方法是：将金属钠与液态氨反应制得NaNH2，再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X；则X的化学式为NH3．
【问题探究】
（一）测定某工业级NaN3样品中Na2CO3的质量分数
（1）工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化学方程式表示）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
（2）某同学设计如图1装置测出碳酸钠的质量分数，其实验数据记录如下：
| 称量项目 | 称量时间 | 质量（g） |
| 试样 | 100.00 | |
| 装置+稀硫酸质量 | 241.20 | |
| 装置+稀硫酸质量+试样 | 反应开始后15秒 | 339.20 |
| 装置+稀硫酸质量+试样 | 反应开始后35秒 | 339.00 |
| 装置+稀硫酸质量+试样 | 反应开始后55秒 | 339.00 |
②若无浓硫酸的洗气装置，会使测定的结果偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
③利用表中数据计算出碳酸钠的质量分数为5.3%．
【问题探究】
（二）测定某工业级样品中NaN3的质量分数
小谈同学精确称量0.140g NaN3样品，设计如图2装置测定其质量分数．
已知2NaN3→3N2（NaN3中的N全部转化为N2，其他产物略），反应中放出大量的热．
（1）检查该装置气密性的方法是：连接好装置，从水准管注水，左右两边出现稳定的液面差，说明气密性良好．
（2）使用冷水冷凝的目的是：使水蒸气液化．
（3）倾斜锥形瓶使小试管中的NaN3样品与M溶液接触充分反应． 常温下测得量气管读数为67.2mL（N2的密度为1.25g/L），则实验中选用的量气管规格合适的是A（填字母序号）．
A.100mL B.1L C.2L
（4）计算工业级样品中NaN3的质量分数（写出计算过程，结果保留0.1%）．
