Question

16．某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究，同学们根据该红色粉末的来源，判断其可能由Cu、Fe₂O₃两种固体中的一种或两种组成．
Ⅰ．定性探究：
【提出猜想】该红色粉末可能是：①Cu   ②Fe₂O₃   ③Cu和Fe₂O₃
【查阅资料】Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
【设计实验】（1）小玲取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，充分振荡后观察，发现固体全部溶解，得有色溶液．则猜想①一定不成立．
（2）小伟向小玲得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝，反应充分后，观察到铁丝表面有一层红色物质析出现象，得出猜想③成立．
Ⅱ．定量探究：
【提出问题】该红色粉末中氧化铁的质量分数是多少呢？
【设计实验】小晨称取该红色粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按如图进行实验，开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热至高温使其充分反应，待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却，反应前后称量相关物质的总质量（装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计），其数据如表：

	反应前	反应后
Ⅰ组	玻璃管和红色粉末的总质量为48.3g	玻璃管和固体物质的总质量为47.1g
Ⅱ组	洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为258.6g	洗气瓶和瓶中所盛物质的总质量为261.9g

【交流讨论】
（1）在装置A中先通CO气体的目的是排尽空气，防止爆炸，A装置中发生反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）为了防止溶液倒吸，本实验最后停止加热前是否需要先断开装置中A和B的连接处？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是实验中持续通入一氧化碳气体直到玻璃管内物质冷却．
（3）从环保的角度分析，该装置的缺陷是缺少尾气处理装置．
（4）根据上述表格中的实验数据计算：红色粉末中氧化铁的质量分数为80%．

Answer 1

分析 由题目给出的信息可知：取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，充分振荡后观察，发现固体全部溶解，得有色溶液；则猜想①一定不成立，因为铜与盐酸不反应；小伟向小玲得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝，反应充分后，观察到铁丝表面有红色物质生成，得出猜想③成立；在装置A中先通CO气体的目的是：排尽玻璃管内空气；根据上述表格中的实验数据计算：氧元素的质量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化铁的质量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；红色粉末中氧化铁的质量分数=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；本装置的不足之处是：没有尾气处理装置，改进方法是：在B装置的导管口点燃一氧化碳或扎一个气球．

解答 解：【设计实验】（1）取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，充分振荡后观察，发现固体全部溶解，得有色溶液；则猜想①一定不成立，因为铜与盐酸不反应；故填：①；
（2）小伟向小玲得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝，反应充分后，观察到铁丝表面有红色物质生成，得出猜想③成立；故填：铁丝表面有一层红色物质析出
；
【交流讨论】
（1）在装置A中先通CO气体的目的是 排出玻璃管内的空气，B装置的作用是 吸收反应产生的CO₂．一氧化碳能与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，故填：排尽空气，防止爆炸；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）因为实验结束后是持续通入一氧化碳知道玻璃管冷却，故不需要先断开装置中A和B的连接处，故填：不需要；实验中持续通入一氧化碳气体直到玻璃管内物质冷却；
（3）从环保角度看上述装置有严重不足之处是：没有尾气处理装置，改进方法是：在B装置的导管口点燃一氧化碳或扎一个气球；故填：缺少尾气处理装置；
（4）根据上述表格中的实验数据计算：氧元素的质量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化铁的质量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；红色粉末中氧化铁的质量分数=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；故填：80%．

点评 实验探究题是近几年中考的重点内容之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过查阅资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究，有关的计算要准确．同学们要具体分析，综合掌握，本考点主要出现在实验题中．