Question

某化學興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進行探究，該紅色粉末可能由Cu 、Fe2O3兩種固體中的一種或兩種組成。

【提出猜想】紅色粉末可能是：①Cu?????? ②Fe2O3??? ③Cu和Fe2O3

【查閱資料】（1）白色無水CuSO4遇水變藍

（2）Cu在FeCl3溶液中發(fā)生反應：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2

【實驗探究】

[甲組同學]：定性檢測該紅色粉末的物質(zhì)組成

（1）小云取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液。則猜想???????? 一定不成立，其中一定發(fā)生反應的化學方程式為????????????????? 。

（2）小偉向小云得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應充分后，觀察到??????????????????????

現(xiàn)象，得出猜想③成立。

[乙組同學]：定量測定該紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)

實驗步驟：小晨稱取該紅色粉末5．0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，按下圖進行實驗。開始時緩緩通入CO氣體，過一段時間后再高溫加熱使其充分反應。待反應完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻。反應前后稱量相關物質(zhì)的總質(zhì)量（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO2忽略不計），其數(shù)據(jù)如下表：

 

	反應前	反應后
Ⅰ 組	玻璃管和紅色粉末的總質(zhì)量為48．3 g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為47．1 g
Ⅱ 組	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為258．6 g	洗氣瓶和瓶中所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為261．9 g

 

【交流討論】

（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是???????????????????????????????? 。A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為????????????????????????????? 。

（2）根據(jù)上述表格中的實驗數(shù)據(jù)計算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為???????????? 。

（3）從環(huán)保角度看上述裝置有嚴重不足之處。你認為應該如何改進？?????????????? 。

【拓展延伸】對實驗后B裝置洗氣瓶內(nèi)溶液做進一步探究

實驗步驟：小淵同學取該洗氣瓶內(nèi)溶液54．4克（假設溶質(zhì)只有碳酸鈉一種），逐滴加入稀鹽酸50克至無氣泡冒出為止，生成二氧化碳4．4克。試計算：

（1）加入稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。

（2）反應后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。

 

Answer 1

【答案】

[甲組同學]：(1）①, 6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O (2)鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成

【交流討論】（1）排盡玻璃管內(nèi)空氣?? 3CO+Fe2O32Fe+3CO2? ，（2）80%

（3）尾氣處理 ：在導管口末端放一燃著的酒精燈，將多余的一氧化碳燒掉

【拓展延伸】（1）14．6%?? （2）11．7%

【解析】試題分析：因為銅不與鹽酸反應，而取少量紅色粉末于試管中，滴加足量稀鹽酸，充分振蕩后觀察，發(fā)現(xiàn)固體全部溶解，得有色溶液，所以猜想①一定不成立，其中一定發(fā)生反應的化學方程式為6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O；又猜想③成立，向有色溶液（硫酸銅溶液）中插入一根潔凈的鐵絲，反應充分后，現(xiàn)象應是鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成；在裝置A中先通CO氣體的目的是排盡玻璃管內(nèi)空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2? ，根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)計算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量為1．2÷48/160=4g，氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為4/5×100%=80%，從環(huán)保角度看上述裝置有嚴重不足之處是沒有尾氣處理，應在導管口末端放一燃著的酒精燈，將多余的一氧化碳燒掉，以防污染空氣。

【拓展延伸】（1）設HCl的質(zhì)量為X，生成NaCl質(zhì)量為Y

2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑

73????????? 117??????? 44

X????????????? Y??????? 4．4g

73:44=X:4．4g?? X=7．3g

所以鹽酸的質(zhì)量分數(shù)=7．3g/50g×100%=14．6%

（2）117:44=Y：4．4g?? Y=11．7g

所得溶液質(zhì)量=54．4-4．4+50=100g

所得溶液的質(zhì)量分數(shù)=11．7/100×100%=11．7%

考點：根據(jù)信息解題的綜合能力的考查，一氧化碳與氧化鐵反應實驗的綜合考查以及化學方程式書寫、計算等考查。