题目内容
某化学兴趣小组同学在实验室找到一包“神秘的红色粉末”，老师提示说该红色粉末由Cu、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成．该小组同学在教师指导下探究其组成．请你参与探究过程并回答有关问题．【猜想】红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有
【查阅资料】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
【探究过程】
（1）甲同学说如果结论是猜想①，粉末在空气中加热后颜色应变为
（2）乙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．乙同学认为可以排除猜想中的①和③，而丙同学认为只能排除猜想①，你认为
（3）丁同学为进一步确定红色粉末的组成，取该粉末适量装入硬质玻璃管中，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．观察发现 玻璃管中红色粉末部分变黑，取反应后粉末少量加入足量的稀盐酸，发现有
【交流讨论】
①在装置A中先通CO气体的作用是
②则A中发生反应的化学方程式为
③戊同学指出：丁同学所用装置虽能完成实验，但明显存在缺点，理由是
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,酸的化学性质,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：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确定其组成．
[提出猜想]红色粉末可能是Fe2O3 或Cu、Fe2O3的混合物，推测只有Fe2O3；
[实验探究]
（1）考虑铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铁与稀盐酸反应进行回答；
（2）由“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”，且“氧化铁在盐酸中发生的反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；铜与盐酸不反应；Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2”可知不排除（3）．故推测丙观点正确．
（3）考虑铁和稀盐酸的反应，铜与盐酸不反应；
[交流讨论]
①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．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．
②写出A装置中发生反应的化学方程式；
③一氧化碳是可燃性气体，不纯遇热可能会发生爆炸现象，此气体有毒，实验中必须进行尾气处理．
[提出猜想]红色粉末可能是Fe2O3 或Cu、Fe2O3的混合物，推测只有Fe2O3；
[实验探究]
（1）考虑铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铁与稀盐酸反应进行回答；
（2）由“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”，且“氧化铁在盐酸中发生的反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；铜与盐酸不反应；Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2”可知不排除（3）．故推测丙观点正确．
（3）考虑铁和稀盐酸的反应，铜与盐酸不反应；
[交流讨论]
①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．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．
②写出A装置中发生反应的化学方程式；
③一氧化碳是可燃性气体，不纯遇热可能会发生爆炸现象，此气体有毒，实验中必须进行尾气处理．
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．
[实验探究]
（1）甲同学说如果结论是猜想①，因为铜与氧气反应生成氧化铜，所以粉末在空气中加热后颜色应变为黑色．如果结论为猜想②，因为氧化铁与稀盐酸反应，所以粉末应能与稀盐酸发生反应，反应的化学方程式为为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O．
（2）乙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．乙同学认为可以排除猜想中的①和③，而丙同学认为只能排除猜想①，根据“【查阅资料】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2”，故丙的观点正确．
（3）丁同学为进一步确定红色粉末的组成，取该粉末适量装入硬质玻璃管中，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．观察发现玻璃管中红色粉末部分变黑，取反应后粉末少量加入足量的稀盐酸，发现有气泡产生，并且有红色粉末剩余．则说明是Cu、Fe2O3的混合物；
[交流讨论]
①因为一氧化碳为可燃性气体，不纯则可能会爆炸，所以在装置A中先通CO气体的作用是排净装置中的空气．
②则A中发生反应为一氧化碳与氧化铁的反应，故其化学方程式为3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2．
③戊同学指出：丁同学所用装置虽能完成实验，但明显存在缺点，理由是一氧化碳有毒，需要进行尾气处理．B装置后没有连接尾气处理装置，加酒精灯点燃或用气球回收．
故答案为：
【猜想】只有Fe2O3
【探究过程】（1）黑；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O； （2）丙； （3）气泡； 红
【交流讨论】①排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）；Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
③没有连接尾气处理装置（或实验中尾气没有处理，或实验中有CO放出污染空气）
[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．
[实验探究]
（1）甲同学说如果结论是猜想①，因为铜与氧气反应生成氧化铜，所以粉末在空气中加热后颜色应变为黑色．如果结论为猜想②，因为氧化铁与稀盐酸反应，所以粉末应能与稀盐酸发生反应，反应的化学方程式为为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O．
（2）乙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．乙同学认为可以排除猜想中的①和③，而丙同学认为只能排除猜想①，根据“【查阅资料】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2”，故丙的观点正确．
（3）丁同学为进一步确定红色粉末的组成，取该粉末适量装入硬质玻璃管中，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．观察发现玻璃管中红色粉末部分变黑，取反应后粉末少量加入足量的稀盐酸，发现有气泡产生，并且有红色粉末剩余．则说明是Cu、Fe2O3的混合物；
[交流讨论]
①因为一氧化碳为可燃性气体，不纯则可能会爆炸，所以在装置A中先通CO气体的作用是排净装置中的空气．
②则A中发生反应为一氧化碳与氧化铁的反应，故其化学方程式为3CO+Fe2O3
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③戊同学指出：丁同学所用装置虽能完成实验，但明显存在缺点，理由是一氧化碳有毒，需要进行尾气处理．B装置后没有连接尾气处理装置，加酒精灯点燃或用气球回收．
故答案为：
【猜想】只有Fe2O3
【探究过程】（1）黑；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O； （2）丙； （3）气泡； 红
【交流讨论】①排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）；Fe2O3+3CO
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③没有连接尾气处理装置（或实验中尾气没有处理，或实验中有CO放出污染空气）
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．
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