Question

某化学小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。

【教师提醒】它由Cu 、Fe₂O₃二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有：①只有Cu；

②只有                          ；③是Cu 、Fe₂O₃的混合物。

【资料获悉】Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃＋Cu = 2FeCl₂＋CuCl₂

【实验探究】（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为         的观点正确（填“甲”或“乙”）。

（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按右下图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，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。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
Ⅰ 组	玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g	玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g
Ⅱ 组	洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g	洗气瓶和瓶中物质 的总质量为183.1 g

【交流讨论】

（1）在装置A中先通CO气体的作用是                                        。

（2）写出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                                          。

（3）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？

不需要，                                                       。

（答对下面（4）与【反思评价】两小题将奖励4分，但全卷总分不超过60分）

（4）选择    组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第       组（填序号）。（2分）

【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？                                                          。 （2分）

Answer

【提出猜想】② Fe2O3   

【实验探究】（1）乙

【交流讨论】

（1）排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）

（2）  3CO + Fe2O3        2Fe + 3CO2     部分红色粉末变黑

（3）理由是因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中

（4）I ③   

【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等）。

【解析】由于固体可能由Cu、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成，所以猜想②应该是只有氧化铁；

（1）铜不能与盐酸反应，所以①一定不正确，而③中如果只有少量的铜，铜会和盐酸与Fe2O3反应生成的FeCl3反应而溶解，所以乙的观点正确；

（2）①、由于一氧化碳是可燃性气体，所以与空气混合加热或点燃都有可能发生爆炸，因此在装置A中应先通CO气体排净装置中的空气后加热；

②、若猜想③正确则该混合物通入一氧化碳会发生3CO + Fe2O3        2Fe + 3CO2所以现象为部分红色粉末变黑；

③、因为加热停止前一直通入CO气体，装置气压不会变小，所以不会发生倒吸现象，因此没有必要断开A和B的连接处；

④、因为刚开始排空的时候，装置内的二氧化碳也被澄清石灰水吸收，导致质量会有误差，故不能用Ⅱ组中二氧化碳的质量来计算，Ⅰ组中质量变化的是氧化铁中氧元素，可由氧元素的质量求氧化铁的质量，最终确定成分。

【反思评价】因为反应前后都在不断地通入一氧化碳气体，而一氧化碳气体会污染空气，所以应该在在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等）。防止尾气污染空气。