Question

在實驗探究課上，化學(xué)老師給了同學(xué)們一包紅色粉末，該粉末是由Cu、Fe₂O₃、Fe（OH）₃三種固體中的一種或兩種組成，其中一個小組同學(xué)提出如下猜想并進(jìn)行探究：

【提出猜想】紅色粉末可能的組成有：
①只有Fe₂O₃
②是Cu、Fe₂O₃的混合物
③是Fe₂O₃、Fe（OH）₃的混合物
【查閱資料】（1）2Fe（OH）₃

△   .

Fe₂O₃+3H₂O
（2）無水CuSO₄白色固體遇水變藍(lán)
（3）Cu在FeCl₃溶液中發(fā)生的反應(yīng)：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
【實驗探究】
（1）甲同學(xué)取適量紅色粉末裝入試管中，按圖1進(jìn)行實驗，結(jié)果無水CuSO₄沒有變藍(lán)，從而排除猜想中的

 

（填猜想中的序號）．
（2）乙同學(xué)為進(jìn)一步確定紅色粉末的組成，按圖2稱取少量紅色粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，通入CO片刻，然后加熱至完全反應(yīng)，停止加熱，繼續(xù)通入CO冷卻至室溫．
【反思評價】
（1）實驗時通入CO片刻后再加熱的原因是

 

．
（2）實驗過程中，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）從環(huán)保角度看，圖12裝置存在的不足之處是：

 

．
（4）如果觀察到A裝置中紅色粉末部分變黑，則猜想

 

正確（填序號）．
【拓展延伸】丙同學(xué)認(rèn)為：在甲同學(xué)實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，還可以這樣探究猜想①和②．取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，溶液變色，即可以排除猜想中的②．你認(rèn)為丙同學(xué)的觀點是否正確？

 

（填“正確”或“不正確”），理由是

 

．

Answer 1

分析：本題是一道綜合性探究題，利用物質(zhì)的性質(zhì)不同設(shè)計實驗加以甄別，來探究紅色粉末的組成，先分別探究其中是否含有Fe（OH）₃、Fe₂O₃、Cu等，逐步縮小范圍，然后再選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究確定其組成．
根據(jù)【資料獲悉】中的（1）（2）（3）和探究（1）可排除猜想中的③．
【反思評價】要考慮到CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸，因此，應(yīng)先通CO排盡玻璃管中的空氣，然后再加熱．應(yīng)考慮到CO有毒，排放到空氣中會污染大氣，顯然，該裝置沒有對尾氣進(jìn)行處理．在探究的同時也出現(xiàn)了與上述高考題中相同的防倒吸及尾氣處理等考點．同時考查了一氧化碳還原氧化鐵的實驗操作要點實驗現(xiàn)象等，對氫氣的還原性也進(jìn)行了衍生．

解答：解：【實驗探究】
（1）根據(jù)資料 2Fe（OH）₃

加熱  .

Fe₂O₃+3H₂O，白色無水CuSO₄遇水變藍(lán)；加熱紅色粉末，結(jié)果無水CuSO₄沒有變藍(lán)，從而排除猜想中的含有Fe（OH）₃的選項③；
【交流討論】
根據(jù)CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸，因此，應(yīng)先通CO排盡玻璃管中的空氣，然后再加熱．所以在裝置A中先通CO氣體的作用是：排凈裝置中的空氣（或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸）；故答為：
（1）實驗時通入CO片刻后再加熱的原因是：防止玻璃管中的CO與空氣混合受熱發(fā)生爆炸．
（2）實驗過程中，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂．
（3）從環(huán)保角度看，圖12裝置存在的不足之處是：沒有進(jìn)行尾氣的處理．
（4）如果觀察到A裝置中紅色粉末部分變黑，則猜想：②正確．
【拓展延伸】丙同學(xué)認(rèn)為：在甲同學(xué)實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，還可以這樣探究猜想①和②．取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，溶液變色，即可以排除猜想中的②．則丙同學(xué)的觀點不正確，理由是：Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)得到FeCl₃溶液，Cu又與生成的FeCl₃反應(yīng)得到FeCl₂和CuCl₂溶液（或Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂）．
故答為：【實驗探究】（1）③
【反思與評價】（1）防止玻璃管中的CO與空氣混合受熱發(fā)生爆炸（或其他合理答案均得分） 
（2）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
（3）沒有進(jìn)行尾氣的處理 
（4）②
【拓展延伸】不正確、Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)得到FeCl₃溶液，Cu又與生成的FeCl₃反應(yīng)得到FeCl₂和CuCl₂溶液（或Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂）

點評：此類題目主要對煉鐵的實驗原理、實驗現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實驗分析與評價等方面進(jìn)行考查．熟練掌握該實驗的反應(yīng)原理以及實驗注意事項是解決此類問題的關(guān)鍵．