题目内容

【题目】实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。(己知氧化铁不溶于水,可溶于稀盐酸,生成氯化铁和水,溶液呈黄色)

(提出猜想)甲组:铜粉; 乙组:铜粉和氧化铁粉末;丙组:___________。

(设计实验)方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的____________并振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为___________。

方案2:取8g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。

若乙组或丙组猜想正确,则试管内发生反应的化学方程式是_________。实验时要先通C0再加热的原因是________。实验结束时是否需要将导管从澄清石灰水中取出,说明原因___________。

按方案2进行实验,当观察到硬质玻璃管中___________,则乙组猜想正确;等装置完全冷却到室温,称得硬质玻璃管内剩余固体质量为mg,则m的取值范围是________。

(实验反思)图1虚线框内的装置是用于吸收CO2,并收集CO:请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置_____________(填序号)。

【答案】氧化铁粉末 稀盐酸 固体不溶解 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸 不需要,停止加热后还不停的通一氧化碳 有部分黑色固体出现 5.6≤m<8 C

【解析】

提出猜想:红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,所以甲组:铜粉;乙组:铜粉、氧化铁粉末,丙组:氧化铁粉末;

设计实验:

方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的稀盐酸振荡,铜在金属活动顺序表中排在氢之后,若甲组猜想正确,所以实验现象为固体不溶解;

方案2:若乙组或丙组猜想正确,固体中存在氧化铁,则硬质玻璃管内,氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;

一氧化碳具有可燃性,与氧气混合时,点燃或加热时可能发生爆炸,实验时要先通CO再加热的目的是:防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸;实验结束时不需要将导管从澄清石灰水中取出,因为停止加热后还不停的通一氧化碳;

数据处理:

一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,按方案2进行实验,当观察到硬质玻璃管中有部分黑色固体出现,则乙组猜想正确;

设:完全反应后生成铁的质量为x。

x=5.6g。

等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg,若乙组猜想正确,完全反应时剩余固体质量最小,没有反应时剩余固体质量最大,由于用酒精喷灯加热了一段时间,因此氧化铁部分或全部反应,则m的取值范围是5.6≤m<8;

实验反思:图1虚线框内的装置是用于吸收CO2,为了使CO2充分吸收,CO2应与氢氧化钠溶液充分接触,气体应从长管进入,CO的密度小于氢氧化钠溶液,收集CO时,液体从长管流出,图2中选择的最合适装置是C。

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