Question

13．某化學興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進行探究，請你參與并回答有關問題．
【老師提醒】它由銅、氧化鐵兩種固體中的一種或兩種組成．
【提出猜想】紅色粉末可能的組成有：
①只有銅；②只有只有氧化鐵；③是銅、氧化鐵的混合物
【資料獲悉】
①銅在氯化鐵溶液中發(fā)生反應：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
②氧化鐵能被稀鹽酸溶解：Fe₂O₃₊6HCl═2FeCl₃+3H₂O
【實驗探究】
（1）甲同學取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，震蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解．甲同學認為可以排除猜想中的①和③，而乙同學認為只能排除猜想①，你認為乙（填“甲”或“乙”）的觀點正確．
（2）丙同學為進一步確定紅色粉末的組成，稱取該粉末5g裝入硬質玻璃管中，按右圖在同分櫥中進行試驗．開始時緩緩通入CO氣體，過一段時間后再加熱使其充分反應．待反應完全后，停止加熱，仍繼續(xù)銅CO氣體直至玻璃管冷卻．反應前后稱量
相關裝置和物質的總質量，其數(shù)據(jù)如下表：

	反應前	反應后
Ⅰ組	玻璃管和紅色粉末的總質量為37.3g	玻璃管和固體物質的總質量為36.1g
Ⅱ組	洗氣瓶和所盛溶液的總質量為180.0g	洗氣瓶和瓶中物質的總質量為183.1g

【討論交流】
（1）在裝置A中先通入CO氣體的作用是排凈裝置中的空氣．
（2）應該選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算確定紅色粉末的組成．最終計算結果表明：該紅色粉末的組成是猜想中的第③組（填序號）
（3）寫出A裝置中發(fā)生的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）為了防止溶液倒吸，本實驗停止加熱前是否需要先斷開A和B的連接？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是因為一直通入CO氣體，B中溶液不會倒吸到A裝置中．
【反思評價】丁同學指出：從環(huán)保角度，上圖裝置有嚴重不足之處．你認為應該如何改進？在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉．

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)紅色粉末可能的組成是只有Cu；只有Fe₂O₃；也可能是Cu、Fe₂O₃的混合物進行分析；
【友情提示】根據(jù)氧化鐵與稀鹽酸反應生成了氯化鐵，銅能氯化鐵反應進行分析；
【交流討論】（1）根據(jù)一氧化碳和空氣或氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸進行分析；
（2）根據(jù)合理選擇實驗數(shù)據(jù)，能夠減小實驗誤差進行分析；
（3）根據(jù)氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳進行分析；
（4）根據(jù)實驗情況可以判斷相關方面的問題；
【反思評價】根據(jù)一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境進行分析．

解答 解：【提出猜想】紅色粉末可能的組成有：①只有Cu；②只有Fe₂O₃；③是Cu、Fe₂O₃的混合物；
【友情提示】由于氧化鐵與稀鹽酸反應生成了氯化鐵，銅能氯化鐵反應，所以乙正確；
【交流討論】（1）在裝置A中先通CO氣體的作用是排凈玻璃管中的空氣，防止二氧化碳和空氣的混合氣體在加熱時引起爆炸；
（2）應該選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成，因為Ⅱ組的實驗數(shù)據(jù)受空氣中二氧化碳的影響；
如果只有銅，因為銅不能和一氧化碳反應，所以反應后質量應該不變；
如果只有氧化鐵，則反應后減少的質量為：5.0g×$\frac{48}{160}$×100%=1.5g，而實驗中減少的質量為：37.3g-36.1g=1.2g，所以物質中含有氧化鐵和銅；
（3）氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）因為一直通入CO氣體，B中溶液不會倒吸到A裝置中，所以不需要先斷開A和B裝置的連接處；
【反思評價】因為一氧化碳逸散到空氣中會污染環(huán)境，所以應該在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉（或用塑料袋收集等），以防一氧化碳污染環(huán)境．
故答案為：【提出猜想】只有氧化鐵；
【友情提示】乙；
【交流討論】（1）排凈裝置中的空氣；
（2）Ⅰ，③；
（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）不需要，因為一直通入CO氣體，B中溶液不會倒吸到A裝置中；
【反思評價】在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．