Question

19．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Fe₂O₃③只有Fe（OH）₃④是Fe₂O₃、Fe（OH）₃的混合物    ⑤是Cu、Fe₂O₃的混合物      ⑥是Cu、Fe（OH）₃的混合物
【資料獲悉】（1）2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O     （2）白色無水CuSO₄遇水變藍
（3）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，按右圖33-1進行實驗．結果無水CuSO₄沒有變藍，從而排除猜想中的③④⑥．（填猜想中的序號）
（2）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，你認為丙的觀點正確（填“乙”或“丙”）．
（3）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，按圖2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37.3g	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

【交流討論】①應該選擇Ⅰ組的實驗數據計算來確定紅色粉末的組成．
②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？不需要（填“需要”或“不需要”）．
【反思評價】戊同學指出：從環保角度，圖2裝置有嚴重不足之處．有同學提出丁同學上述實驗中的CO還可以用H₂代替，并將圖2中B裝置換成什么裝置？盛有堿石灰的干燥管．

Answer 1

分析 根據氫氧化鐵受熱能分解生成水，可以通過無水硫酸銅粉末顏色的變化進行確定，銅不與鹽酸反應卻能與氯化鐵反應，一氧化碳是可燃性氣體，不純遇熱可能會發生爆炸現象，此氣體有毒，實驗中必須進行尾氣處理，能還原氧化鐵生成黑色的鐵粉和二氧化碳，定量研究混合物的組成必須保證實驗數據的準確性進行分析．

解答 解：【實驗探究】（1）根據資料 2Fe（OH）₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，白色無水CuSO₄遇水變藍；加熱紅色粉末，結果無水CuSO₄沒有變藍，從而排除猜想中的含有Fe（OH）₃的選項中③④⑥；
（2）根據資料：Cu在FeCl₃溶液中發生反應：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂ ；取紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩后觀察，發現固體全部溶解，溶液變色，可推斷排除猜想中的①，故紅色粉末可能是Fe₂O₃  或Cu、Fe₂O₃的混合物，所以說丙同學的觀點正確；
【交流討論】
①第Ⅱ組數據，不能證明二氧化碳完全反應；應該選擇Ⅰ組的實驗數據計算來確定紅色粉末的組成；
②因為在反應中一直通入CO氣體直至冷卻，B中溶液不會倒吸到A裝置中，故答案為：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】CO還可以用H₂代替，可以將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．
故答案為：【實驗探究】（1）③④⑥；
（2）丙；                    
【交流討論】①Ⅰ；
②不需要；
【反思評價】盛有堿石灰的干燥管（或盛有濃硫酸的干燥管）．

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