Question

某化學興趣小組有一次活動的內容是：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。

【教師提醒】它由Cu 、Fe₂O₃ 、Fe(OH)₃三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Cu   ②只有Fe₂O₃    ③只有 Fe(OH)₃     ④是Fe₂O₃與Fe(OH)₃的混合物

 ⑤是Cu與Fe₂O₃的混合物  ⑥是Cu與Fe(OH)₃的混合物

【資料獲悉】

⑴      

⑵白色無水CuSO₄遇水變藍；

⑶Cu在FeCl₃溶液中發生反應：2FeCl₃＋Cu＝2FeCl₂＋CuCl₂。

【探究思路】利用物質的性質不同設計實驗加以甄別，先分別探究其中是否含有Fe(OH)₃ 、Cu等，逐步縮小范圍，然后再選擇適當的試劑和方法通過實驗探究其組成。（裝置內空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計）

【實驗探究】

⑴甲同學取適量紅色粉末裝入試管中，按下面左圖進行實驗。結果無水CuSO₄沒有變藍，從而排除猜想中的                 （填猜想中的序號）。

 

⑵在甲同學實驗結論的基礎上，乙同學另取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發現固體全部溶解，溶液變色。乙同學認為可以排除猜想中的①和⑤，而丙同學認為只能排除猜想①，你認為         的觀點正確（填“乙”或“丙”）。

    ⑶丁同學為進一步確定紅色粉末的組成，稱取該粉末5.0g裝入硬質玻璃管中，按上面右圖在通風櫥中進行實驗。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，仍繼續通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，其數據如下表：

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

【交流討論】

（1）中先通CO氣體的作用是                                。

（2）選擇       組的實驗數據計算來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        組（填序號）。

（3）A裝置中發生反應的化學方程式                             ；實驗中觀察到A裝置中的現象為                                    。

（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的連接處？         （填“需要”或“不需要”），理由是                           。

【反思評價】戊同學指出：從環保角度，上右圖裝置有嚴重不足之處。你認為應該如何改進？                                                        。

【拓展延伸】有同學提出丁同學上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將上面右圖中B裝置換成盛有堿石灰(生石灰和氫氧化鈉固體混合物)的干燥管，來確定該紅色粉末的組成，你認為是否可行？       （填“可行”或“不可行”）。

Answer 1

⑴ ③④⑥     ⑵丙

【交流討論】⑴排凈裝置中的空氣（或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發生爆炸）

（2）Ⅰ、⑤   ⑶   部分紅色粉末變黑

⑷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（或用塑料袋等收集，或其他合理答案）。

【拓展延伸】可行