Question

【題目】有一瓶紅色粉末，由銅和氧化鐵中的一種或兩種組成。某化學(xué)興趣小組對(duì)該紅色粉末的組成進(jìn)行了探究。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）連接好裝置并檢查氣密性。

（2）裝入藥品，通入一段時(shí)間一氧化碳。

（3）繼續(xù)緩緩?fù)ㄈ胍谎趸�碳，點(diǎn)燃酒精噴燈，使反應(yīng)充分進(jìn)行。

（4）完全反應(yīng)后熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳至恢復(fù)到室溫。

（討論交流）

（1）反應(yīng)前通入一段時(shí)間一氧化碳的目的是__________________________________。

（2）甲同學(xué)提出，為了防止溶液倒吸，熄滅酒精噴燈前應(yīng)先斷開(kāi)裝置A和B的連接，你認(rèn)為是否需要并說(shuō)明理由：______________________。

（3）經(jīng)過(guò)討論，該小組同學(xué)認(rèn)為，裝置B后還需添加一個(gè)酒精燈，并在實(shí)驗(yàn)步驟（2）中點(diǎn)燃，點(diǎn)燃前應(yīng)對(duì)氣體_____________。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）該小組同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到以下現(xiàn)象，確定該紅色粉末由銅和氧化鐵組成。

（1）硬質(zhì)玻璃管中出現(xiàn)黑色物質(zhì)，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。

（2）澄清石灰水變渾濁，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。

（3）完全反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中仍有紅色固體剩余。

（定量分析）上述實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得某些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算進(jìn)一步確定該紅色粉末中各成分的質(zhì)量比：_____________________________。

反應(yīng)前	紅色粉末的質(zhì)量	8.0g
	硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量	64.6g
反應(yīng)后	硬質(zhì)玻璃管和其中固體的總質(zhì)量	70.8g

（拓展探究）將上述實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中的固體研磨成粉末。

（1）取少量粉末于小燒杯中，向其中加入足量稀鹽酸，充分反應(yīng)，你能觀察到的現(xiàn)象有：__________________________。

（2）再取少量粉末于另一個(gè)小燒杯中，向其中加入一定量硝酸銀溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾。向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾渣為_________（寫(xiě)化學(xué)式，下同），濾液中的溶質(zhì)為_________。

Answer 1

【答案】排出裝置中的空氣，防止一氧化碳混有一定量的空氣，高溫時(shí)爆炸 不需要，因?yàn)橄�滅酒精噴燈后還要繼續(xù)通入一氧化碳至恢復(fù)到室溫 驗(yàn)純 銅和氧化鐵的質(zhì)量比為1∶3 產(chǎn)生無(wú)色氣體，溶液變?yōu)闇\綠色，有紅色固體殘留 Fe、Cu、Ag Fe(NO3)2

【解析】

討論交流：

（1）反應(yīng)前通入一段時(shí)間一氧化碳的目的是：一氧化碳具有可燃性，可燃性氣體混有一定量的空氣，遇明火容易發(fā)生爆炸，故先通入一段時(shí)間一氧化碳，將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止發(fā)生爆炸；

（2）不需要，因?yàn)橄�滅酒精噴燈后，還要繼續(xù)通一段時(shí)間一氧化碳至恢復(fù)至室溫；

（3）經(jīng)過(guò)討論，該小組同學(xué)認(rèn)為，裝置B后還需添加一個(gè)酒精燈，并在實(shí)驗(yàn)步驟（2）中點(diǎn)燃，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空氣，遇明火容易發(fā)生爆炸，故點(diǎn)燃前應(yīng)對(duì)氣體驗(yàn)純；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）硬質(zhì)玻璃管中出現(xiàn)黑色物質(zhì)，是因?yàn)檠趸�鐵與一氧化碳在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）澄清石灰水變渾濁是因?yàn)闅溲趸�鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

定量，反應(yīng)后，裝置內(nèi)減少的質(zhì)量為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，氧元素的質(zhì)量為：64.6g+8.0g-70.8g=1.8g，紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量為：，紅色粉末中銅的質(zhì)量為：8.0g-6g=2g，故紅色粉末中銅和氧化鐵的質(zhì)量比為：2g：6g=1：3；

拓展研究：

（1）將上述實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中的固體研磨成粉末，取少量粉末于燒杯中，加入足量稀鹽酸，鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，銅不與稀鹽酸反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：有氣泡生成，溶液變?yōu)闇\綠色，有紅色固體殘留；

（2）再取少量粉末于另一個(gè)小燒杯中，向其中加入一定量硝酸銀溶液，鐵先與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，待鐵完全反應(yīng)后，銅再與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明鐵過(guò)量，硝酸銀已經(jīng)完全被置換，銅未參與反應(yīng)，故濾渣為：Fe、Cu、Ag；

鐵過(guò)量，說(shuō)明只有鐵和硝酸銀發(fā)生了反應(yīng)生成了硝酸亞鐵和銀，且硝酸銀已經(jīng)完全反應(yīng)，故濾液中的溶質(zhì)為：Fe(NO3)2。