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Fe2O3,③是Cu.Fe2O3的混合物[实验探究](1)题目中②的假设为只有Fe2O3.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．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Fe₂O₃；③是Cu、Fe₂O₃的混合物
【实验探究】
（1）题目中②的假设为只有Fe₂O₃，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，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．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实验中观察到A装置中的现象为部分红色粉末变黑．
④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？在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉．

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】单独的氧化铁也是红色固体；
（1）根据【资料获悉】和探究（1）可排除猜想中的①，故红色粉末可能是Fe₂O₃ 或Cu、Fe₂O₃的混合物；
（2）探究（3）利用了一氧化碳的还原性和定量实验来确定是否有铜；
【交流讨论】
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．
②利用I组数据计算出固体的氧化铁质量，与混合物质量对比即可确定成分；
③氧化铁被还原出的铁粉呈黑色．
④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；
（2）根据资料：Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；取红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变色，可推断排除猜想中的①，故红色粉末可能是Fe₂O₃或Cu、Fe₂O₃的混合物；
所以说乙同学的观点正确；
【交流讨论】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（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）；
②第Ⅱ组数据，不能证明二氧化碳完全反应（石灰水少量）；应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成．
设粉末中氧化铁的质量为x
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ 固体△m
160 112 48
x 1.2g
$\frac{160}{x}$=$\frac{48}{1.2g}$
x=4g
粉末共有5g，氧化铁4g，所以含有铜粉；
故选：Ⅰ，③；
③A装置中发生反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；红色粉末是Cu、Fe₂O₃的混合物，因此实验中观察到A装置中的现象为：部分红色粉末变黑；
④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；所以图装置有严重不足之处．改进方法为：在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋等收集）．
故答案为：（1）Fe₂O₃，乙；
（2）【交流讨论】①排净装置中的空气；
②Ⅰ，③；
③部分红色粉末变黑；
④在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉．

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

（1）写出仪器的名称：B烧杯，D漏斗，H铁架台．
（2）用上述仪器的编号回答：
①能作为热源的是C；能直接放在酒精灯火焰上加热的是A；要放在石棉网上加热的是B．
②吸取和滴加少量液体时要用到E．
（3）图乙是某同学在加热试管里的液体时的操作，请写出他在操作中的两个错误：
错误1加热时手拿试管；错误2加热时试管口竖直向上．

12．如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置．

请回答下列问题：
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置A（填字母序号），该装置存在不足之处，需要改进的是在试管口放一团棉花，目的是防止高锰酸钾进入导气管，该反应的文字（或符号）表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．若用装置 D 收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则满．若用 F 收集氧气，需等导气管口有连续均匀气泡冒出时候才能收集．实验结束后，应先撤导管，后撤酒精灯，目的是防止水倒流入试管，将试管炸裂．
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用 C 做发生装置，你认为选用 C 的优点是，反应的文字（或符号）表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．其中二氧化锰起催化作用，因为二氧化锰的在反应前后没变．
（3）欲使用装置 E 用排空气法收集氧气，则气体应从a（填“a”或“b”）端通入；欲使用装置 E 用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从b（填“a”或“b”）端通入．
（4）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置F（填字母序号）．
（5）同学们用收集的纯净的氧气做木炭、硫、细铁丝的燃烧实验，发现木炭在氧气里燃烧比在空气里燃烧要剧烈，说明了氧气的浓度越高，燃烧越剧烈．为了使各物质与氧气完全反应，操作方法是将各物质自上而下缓慢伸入集气瓶中．其中做硫、细铁丝燃烧实验时，集气瓶底部都预先装少量水，目的是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气、防止高温熔融物炸裂瓶底．

9．在原子里，质子数等于（　　）

	A．	中子数		B．	最外层电子数
	C．	核外电子数		D．	中子数和电子数的和

16．实验室用高锰酸钾制氧气，请写出反应的化学方程式，用排水法收集氧气实验结束时，先把导气管从水槽中取出再熄灭酒精灯，目的是什么？

6．下列做法不恰当的是（　　）

	A．	氮气用于保护灯丝		B．	氧气用于医疗急救
	C．	肥皂水用于软化硬水		D．	燃着的小木条区别N₂和O₂

13．下列知识点归纳正确的是（　　）

	A．	由同种元素组成的物质一定是单质
	B．	质子数相同的两种粒子一定属于同种元素
	C．	离子是带电的粒子，则带电的粒子一定是离子
	D．	在同一化合物中，同一元素可以显不同的化合价

10．如图中的①、②是氟元素、钙元素在元素周期表中的信息，A、B、C、D是四种粒子的结构示意图，请你回答：

（1）氟元素的相对原子质量为19.00，钙元素的原子序数为20；
（2）X=8，②与A形成的化合物的化学式为CaF₂；
（3）A、B、C、D属于同种元素的是（填字母，下同）B、C；
（4）B、C、D三种粒子与A粒子的化学性质相似的是B；
（5）A、B、C、D中属于阴离子的是C．

11．小忻同学设计如下实验装置（铁架台等仪器省略）制备CO₂和验证CO₂能与NaOH反应．

（1）装置B的作用是除去二氧化碳中的水蒸气（干燥二氧化碳气体）
（2）请补充画出装置C中a、b导气管
（3）小意分析实验后，发现此装置有明显不足，至少应添加一后冼气瓶F，你认为应该在A、B（填装置编号）之间加入装有c（填试剂编号）洗气瓶F．
a．浓NaOH溶液 b．澄清石灰水 c．饱和NaHCO₃溶液 d．饱和Na₂CO₃溶液
（4）打开止水夹K1，检查气密性，加入药品开始实验，当观察至装置E的现象是紫色石蕊溶液变红，可确定装置C收集满CO₂
（5）当装置C中收集满CO₂，关闭止水夹K2，把注射器D中的5mL浓的氢氧化钠压入到装置C中，化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，观察到的现象是装置E中红色石蕊溶液会倒吸入装置C中．
（6）小平同学认为证明CO₂与 NaOH反应，还应把注射器内D中浓NaOH溶液换成5mL水，再做一次实验，其目的是作对照实验．

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