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Cu      ②只有Fe₂O₃       ③是Cu 、Fe₂O₃的混合物  
【資料獲悉】（1）Fe₂O₃ +6HCl＝2FeCl₃＋3H₂O  
（2）Cu在FeCl₃溶液中發生反應：2FeCl₃＋Cu＝2FeCl₂＋CuCl₂
【實驗探究】
（1）甲同學取適量紅色粉末裝入試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發現固體全部溶解，溶液變色。則猜想   ▲  （填序號）不正確。

（2）乙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
方法1	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
方法2	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）在裝置A中先通CO氣體的作用是        ▲     。
（2）應該選擇方法  ▲ （填“1”或“2”）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）寫出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     ▲   。
【反思評價】丙同學指出：從環保角度，上圖裝置有嚴重不足之處。你認為應該如何改進？   ▲   。

Answer 1

【實驗探究】（1）① 
【交流討論】（1）排凈裝置中的空氣防止受熱發生爆炸
（2）1  ③
（3）3CO + Fe₂O₃高溫 2Fe + 3CO₂    部分紅色粉末變黑
（4）在B裝置后放一燃著酒精燈將剩余氣體燒掉（其他合理答案均可）。

【實驗探究】（1）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，因為銅不能與鹽酸反應，氧化鐵能與鹽酸反應生成氯化鐵，生成的氯化鐵能與銅反應生成氯化亞鐵和氯化銅，所以不能只含有銅，故猜想①不正確。
【交流討論】（1）一氧化碳屬于可燃性氣體，不純遇熱可能發生爆炸，先通CO氣體的作用是：排凈裝置中的空氣；
（2）方法2，實驗使用的是石灰水吸收二氧化碳，吸收的不夠完全，使實驗數據不準確，應該使用方法1數據進行確定。
設粉末中氧化鐵的質量為x
3CO + Fe₂O₃高溫 2Fe + 3CO₂     固體△m
160      112           48
x                     1.2g
160： x =48： 1.2g
解得，x=4g
由于粉末共有5g，氧化鐵4g，所以還含有銅粉1g，故猜想③成立。
（3）氧化鐵能與一氧化碳反應生成黑色的鐵粉，而銅不與一氧化碳反應，故A裝置中發生反應的化學方程式為3CO + Fe₂O₃高溫 2Fe + 3CO₂，實驗中觀察到A裝置中的現象為部分紅色粉末變黑。
【反思評價】一氧化碳有毒，需要進行尾氣處理，故應在B裝置后放一燃著的酒精燈。