Question

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究．请你参与并回答问题．
【教师提醒】它由Cu、Fe₂O₃两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，猜想①：只有Cu；猜想②：只有

 

；猜想③：是Cu、Fe₂O₃的混合物
【实验探究】同学们为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1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，继续通CO气体直至玻璃管冷却．
（1）在图1装置A中先通CO气体的目的是

 

．A装置中发生反应的化学方程式

 

；实验中观察到A装置中的现象为

 

．
（2）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
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

小蒋同学初步分析表中的数据后，马上得出猜想

 

（填“①”“②”“③”）肯定不正确，理由是

 

．
（3）小林同学认为为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前应先断开A和B的连接，你认为是否需要？

 

（填“需要”或“不需要”），理由是

 

．
【反思评价】实验后小组内有同学指出：如图1装置未进行尾气的处理．于是有同学设计了用图2装置代替原装置，则C装置的作用有

 

、

 

（至少答两点）．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,一氧化碳的化学性质,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
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】根据题中信息解答，单独的氧化铁也是红色固体．
【实验探究】
（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．写出化学方程式，氧化铁被还原出的铁粉呈黑色．
（2）根据表中数据，利用了一氧化碳的还原性和定量实验来确定是否有铜；
（3）一氧化碳一直向里通入，不会产生倒吸现象．
【反思评价】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
故答案为：Fe₂O₃
【实验探究】
（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，发生反应的化学方程式3CO+Fe₂O₃  

高温  .

2Fe+3CO₂，因此实验中观察到A装置中的现象为：部分红色粉末变黑；
（2）根据表中数据固体质量减少，说明不只有铜，因为如果固体中只有铜，则固体质量不会减少；
（3）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；
【反思评价】
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，C的作用是收集一氧化碳、吸收二氧化碳、检验二氧化碳、防止一氧化碳污染空气等．
答案：
【提出猜想】Fe₂O₃ 
【实验探究】
（1）排净装置中的空气3CO+Fe₂O₃ 

高温  .

 2Fe+3CO₂；红色粉末变黑
（2）①； 因为如果固体中只有铜，则固体质量不会减少
（3）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】收集一氧化碳、检验二氧化碳

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．