問題詳情:
某化學興趣小組對一包乾燥的紅*粉末組成進行探究。請你參與並回答問題:
(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*粉末可能的組成:
猜想① 只有Cu; 猜想② ___________;
猜想③ 是Cu、Fe2O3的混合物
(實驗探究)
同學們為確定紅*粉末的組成,稱取該粉末5.0g裝入硬質玻璃管中,如圖在通風櫥中進行實驗。開始時緩緩通入CO氣體,過一段時間後再加熱使其充分反應。待反應完全後,停止加熱,繼續通CO氣體直至玻璃管冷卻。
⑴在裝置A中先通CO氣體的目的是__________________________,A裝置中發生反應的化學方程式為__________________________。
⑵小林同學認為為了防止溶液倒吸,本實驗停止加熱前應先斷開A和B的連接,小麗認為不需要,理由是_________________________________。
⑶實驗後小組內有同學指出上圖裝置存在一個缺陷是______________________。
⑷小明同學取少量完全反應後的剩餘固體於試管中,加入足量的稀硫*,觀察到有氣泡產生,同時試管底部有紅*固體。得出的結論是猜想__________成立。
(反思評價)小丁同學通過稱量反應前後相關裝置和物質的總質量,分析下表中的數據,也能*猜想。
反應前 | 反應後 |
玻璃管和紅*粉末的總質量為37.3g | 玻璃管和固體物質的總質量為36.1g |
請通過計算*哪一個猜想成立?(寫出計算過程)___________
【回答】
只有Fe2O3 排盡裝置內的空氣,防止發生* 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 實驗過程中不斷通入一氧化碳 沒有對尾氣處理 ③ 氧元素質量1.2克;氧化鐵的質量為4克,小於5克。故猜想③成立
【詳解】
(提出猜想)單獨的氧化鐵也是紅*固體。
(交流討論)
(1)探究要考慮到CO具有可燃*,與玻璃管中的空氣混合受熱會發生*,因此,應先通CO排盡玻璃管中的空氣,然後再加熱;根據一氧化碳在高温的條件下還原氧化鐵解答;
(2)根據一氧化碳一直向裏通入,不會產生倒吸現象解答;
(3)根據一氧化碳有毒,排放到空氣中會污染空氣,因此要進行尾氣處理解答;
(4)根據實驗現象分析解答;
(反思評價)計算出固體的氧化鐵質量,與混合物質量對比即可確定成分。
(提出猜想)由於銅、氧化鐵均是紅*固體,所以紅*粉末可能的組成有:①只有Cu;②只有 Fe2O3;③是Cu、Fe2O3的混合物;
(實驗探究)
(1)根據CO具有可燃*,與玻璃管中的空氣混合受熱會發生*,因此,應先通CO排盡玻璃管中的空氣,然後再加熱。所以在裝置A中先通CO氣體的作用是排盡裝置內的空氣,防止發生*;A裝置中發生反應的化學方程式為Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2;
(2)因為在實驗過程中不斷通入一氧化碳直至冷卻,B中溶液不會倒吸到A裝置中;
(3)此反應應考慮到CO有毒,排放到空氣中會污染大氣,顯然,該裝置沒有對尾氣進行處理;
(4)觀察到有氣泡產生,説明有活潑金屬,該活潑金屬只可能是鐵,即硫*除去鐵鏽之後剩餘的鐵,試管底部有紅*固體,此紅*固體不與硫*反應,説明是銅,故猜想③成立;
(反思評價)反應前後玻璃管內物質的質量差為氧化鐵中減少的氧元素的質量=37.3g-36.1g=1.2g。氧化鐵的質量=1.2g÷=4g。粉末共有5g,氧化鐵4g,所以含有銅粉,故猜想③成立。
知識點:化學式與化合價
題型:科學探究題