Question

19．某化学兴趣小组有一次活动的内容是：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、Fe（OH）₃三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Fe₂O₃③只有Fe（OH）₃④是Fe₂O₃、Fe（OH）₃的混合物    ⑤是Cu、Fe₂O₃的混合物      ⑥是Cu、Fe（OH）₃的混合物
【资料获悉】（1）2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O     （2）白色无水CuSO₄遇水变蓝
（3）Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
【实验探究】
（1）甲同学取适量红色粉末装入试管中，按右图33-1进行实验．结果无水CuSO₄没有变蓝，从而排除猜想中的③④⑥．（填猜想中的序号）
（2）在甲同学实验结论的基础上，乙同学另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，溶液变色．乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤，而丙同学认为只能排除猜想①，你认为丙的观点正确（填“乙”或“丙”）．
（3）丁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，按图2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应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成．
②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的连接处？不需要（填“需要”或“不需要”）．
【反思评价】戊同学指出：从环保角度，图2装置有严重不足之处．有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H₂代替，并将图2中B装置换成什么装置？盛有碱石灰的干燥管．

Answer 1

分析 根据氢氧化铁受热能分解生成水，可以通过无水硫酸铜粉末颜色的变化进行确定，铜不与盐酸反应却能与氯化铁反应，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，能还原氧化铁生成黑色的铁粉和二氧化碳，定量研究混合物的组成必须保证实验数据的准确性进行分析．

解答 解：【实验探究】（1）根据资料 2Fe（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，白色无水CuSO₄遇水变蓝；加热红色粉末，结果无水CuSO₄没有变蓝，从而排除猜想中的含有Fe（OH）₃的选项中③④⑥；
（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，所以说丙同学的观点正确；
【交流讨论】
①第Ⅱ组数据，不能证明二氧化碳完全反应；应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成；
②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，故答案为：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】CO还可以用H₂代替，可以将B装置换成盛有碱石灰（生石灰和氢氧化钠固体混合物）的干燥管．
故答案为：【实验探究】（1）③④⑥；
（2）丙；                    
【交流讨论】①Ⅰ；
②不需要；
【反思评价】盛有碱石灰的干燥管（或盛有浓硫酸的干燥管）．

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．