Question

16．某化學(xué)興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進(jìn)行探究，同學(xué)們根據(jù)該紅色粉末的來源，判斷其可能由Cu、Fe₂O₃兩種固體中的一種或兩種組成．
Ⅰ．定性探究：
【提出猜想】該紅色粉末可能是：①Cu   ②Fe₂O₃   ③Cu和Fe₂O₃
【查閱資料】Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生反應(yīng)：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）小玲取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液．則猜想①一定不成立．
（2）小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應(yīng)充分后，觀察到鐵絲表面有一層紅色物質(zhì)析出現(xiàn)象，得出猜想③成立．
Ⅱ．定量探究：
【提出問題】該紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少呢？
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】小晨稱取該紅色粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時(shí)間后再加熱至高溫使其充分反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻，反應(yīng)前后稱量相關(guān)物質(zhì)的總質(zhì)量（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計(jì)），其數(shù)據(jù)如表：

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
Ⅰ組	玻璃管和紅色粉末的總質(zhì)量為48.3g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為47.1g
Ⅱ組	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為258.6g	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為261.9g

【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是排盡空氣，防止爆炸，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）為了防止溶液倒吸，本實(shí)驗(yàn)最后停止加熱前是否需要先斷開裝置中A和B的連接處？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w直到玻璃管內(nèi)物質(zhì)冷卻．
（3）從環(huán)保的角度分析，該裝置的缺陷是缺少尾氣處理裝置．
（4）根據(jù)上述表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．

Answer 1

分析 由題目給出的信息可知：取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液；則猜想①一定不成立，因?yàn)殂~與鹽酸不反應(yīng)；小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應(yīng)充分后，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，得出猜想③成立；在裝置A中先通CO氣體的目的是：排盡玻璃管內(nèi)空氣；根據(jù)上述表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：氧元素的質(zhì)量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質(zhì)量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；本裝置的不足之處是：沒有尾氣處理裝置，改進(jìn)方法是：在B裝置的導(dǎo)管口點(diǎn)燃一氧化碳或扎一個(gè)氣球．

解答 解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液；則猜想①一定不成立，因?yàn)殂~與鹽酸不反應(yīng)；故填：①；
（2）小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應(yīng)充分后，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，得出猜想③成立；故填：鐵絲表面有一層紅色物質(zhì)析出
；
【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是 排出玻璃管內(nèi)的空氣，B裝置的作用是 吸收反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂．一氧化碳能與氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故填：排盡空氣，防止爆炸；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)束后是持續(xù)通入一氧化碳知道玻璃管冷卻，故不需要先斷開裝置中A和B的連接處，故填：不需要；實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w直到玻璃管內(nèi)物質(zhì)冷卻；
（3）從環(huán)保角度看上述裝置有嚴(yán)重不足之處是：沒有尾氣處理裝置，改進(jìn)方法是：在B裝置的導(dǎo)管口點(diǎn)燃一氧化碳或扎一個(gè)氣球；故填：缺少尾氣處理裝置；
（4）根據(jù)上述表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：氧元素的質(zhì)量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質(zhì)量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；故填：80%．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的重點(diǎn)內(nèi)容之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過查閱資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究，有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握，本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．