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(2009?連云港)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.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Fe2O3
③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     Fe2O3+3H2O
(2)白色無水CuSO4遇水變藍
(3)Cu在FeCl3溶液中發(fā)生反應:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
【探究思路】利用物質的性質不同設計實驗加以甄別,先分別探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步縮小范圍,然后再選擇適當?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究其組成.

(裝置內空氣中的水蒸氣、CO2忽略不計)
【實驗探究】
(1)甲同學取適量紅色粉末裝入試管中,如圖進行實驗.結果無水CuSO4沒有變藍,從而排除猜想中的.(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(fā)現(xiàn)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,如圖在通風櫥中進行實驗.
開始時緩緩通入CO氣體,過一段時間后再加熱使其充分反應.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.反應前后稱量相關裝置和物質的總質量,其數(shù)據(jù)如下表:
反應前反應后

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

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)在裝置A中先通CO氣體的作用是.
(2)應該選擇組的實驗數(shù)據(jù)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(fā)生反應的化學方程式;實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為.
(4)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?(填“需要”或“不需要”),理由是.
【反思評價】戊同學指出:從環(huán)保角度,圖裝置有嚴重不足之處.你認為應該如何改進?.
【拓展延伸】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28-2中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,來確定該紅色粉末的組成,你認為是否可行?(填“可行”或“不可行”).
【答案】分析:本題是一道綜合性探究題,利用物質的性質不同設計實驗加以甄別,來探究紅色粉末的組成,先分別探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步縮小范圍,然后再選擇適當?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實驗探究確定其組成.
根據(jù)【資料獲悉】中的(1)(2)(3)和探究(1)可排除猜想中的 ③④⑥,
根據(jù)【資料獲悉】(3)和探究(2)可排除猜想中的①,故紅色粉末可能是Fe2O3  或Cu、Fe2O3的混合物,探究(3)利用了一氧化碳的還原性和定量實驗來確定是否有銅.
探究(3)要考慮到CO具有可燃性,與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸,因此,應先通CO排盡玻璃管中的空氣,然后再加熱.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.
在探究的同時也出現(xiàn)了與上述高考題中相同的防倒吸及尾氣處理等考點.同時考查了一氧化碳還原氧化鐵的實驗操作要點實驗現(xiàn)象等,對氫氣的還原性也進行了衍生.
解答:解:【實驗探究】
(1)根據(jù)資料 2Fe(OH)3  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③④⑥;故答案為:③④⑥;
(2)根據(jù)資料:Cu在FeCl3溶液中發(fā)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(fā)現(xiàn)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;故答案為:丙;
【交流討論】
(1)根據(jù)CO具有可燃性,與玻璃管中的空氣混合受熱會發(fā)生爆炸,因此,應先通CO排盡玻璃管中的空氣,然后再加熱.所以在裝置A中先通CO氣體的作用是:排凈裝置中的空氣(或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸);
故答案為:排凈裝置中的空氣(或防止CO和裝置中的空氣混合受熱發(fā)生爆炸);
(2)第Ⅱ組數(shù)據(jù),不能證明二氧化碳完全反應;應該選擇Ⅰ組的實驗數(shù)據(jù)計算來確定紅色粉末的組成.根據(jù)極值法計算法,最終計算結果表明:該紅色粉末的組成是猜想中的第⑤組;故答案為:Ⅰ;⑤;
(3)A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;紅色粉末是Cu、Fe2O3的混合物,因此實驗中觀察到A裝置中的現(xiàn)象為:部分紅色粉末變黑;
故答案為:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;部分紅色粉末變黑;
(4)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】
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;所以圖裝置有嚴重不足之處.改進方法為:在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉(或用塑料袋等收集);
故答案為:在B裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉(或用塑料袋等收集);
【拓展延伸】:CO還可以用H2代替,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,來確定該紅色粉末的組成,可行;故答案為:可行.
點評:此類題目主要對煉鐵的實驗原理、實驗現(xiàn)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.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中化學 來源: 題型:

(2009?連云港)2009年春節(jié)聯(lián)歡晚會上,劉謙的魔術表演激起了人們強烈的好奇心,并在全國范圍內掀起了魔術表演的熱潮.在學校科技節(jié)活動中,一位九年級同學給低年級同學表演了一組化學小魔術,請你利用所學化學知識揭開其中之謎.
魔術一“奇花變色”
道具如圖所示,該魔術中可觀察到“鐵樹”上浸有無色酚酞試液的棉團由白色變?yōu)?div id="oasd9r2" class="quizPutTag">紅
色.該魔術中沒有涉及的性質是
B
B
(填字母序號)
A.氨分子是不斷運動的  B.氨分子有一定質量
C.濃氨水具有揮發(fā)性    D.氨氣的水溶液顯堿性
魔術二“瓶吞雞蛋”
道具如圖所示,將注射器中NaOH濃溶液注入瓶中,片刻后會看到雞蛋被“吞”入瓶中.該魔術中涉及的化學反應為
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
(用化學方程式表示)
魔術三“水中生火”
道具如圖所示,當通過導管向熱水中通入氧氣時,白磷在水下燃燒.該魔術說明燃燒需要的條件為:①可燃物;②達到燃燒所需要的
最低溫度(或著火點)
最低溫度(或著火點)
;③有充足的
O2(或空氣)
O2(或空氣)

魔術四“‘清水’變‘牛奶’”
道具如圖所示,當A溶液加到燒杯中,無色溶液變成白色濁液.若A為酸溶液,則A、B的可能組合:
A為
H2SO4
H2SO4
;B為
BaCl2
BaCl2
.(只需寫一組)

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科目:初中化學 來源: 題型:

(2009?連云港)除去下列物質中混有的雜質,所選用的試劑及操作方法均正確的是(  )
物質雜質除雜質應選用的試劑和操作方法
ACO2CO通入O2 點燃
BNaOH固體Na2CO3固體加入過量鹽酸,蒸發(fā)
CKNO3溶液KOH溶液加入適量的CuSO4溶液,過濾
DCu(NO32溶液AgNO3溶液加入過量的銅粉,過濾

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科目:初中化學 來源: 題型:

(2009?連云港)“徐福記沙琪瑪”是人們喜愛的食品之一,圖是其標簽中的一部分,其中小麥粉、雞蛋、食用棕櫚油依次富含六大營養(yǎng)素(蛋白質、糖類、油脂、維生素、無機鹽、水)中的
糖類
糖類
、
蛋白質
蛋白質
油脂
油脂

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科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2009?連云港) NaNO2(亞硝酸鈉)、NaCl和物質M (不含結晶水)的溶解度曲線如圖所示,請根據(jù)圖象和有關信息回答下列問題:
(1)t2℃時,NaNO2、NaCl和M的溶解度由大到小的順序是
NaNO2>NaCl>M
NaNO2>NaCl>M

(2)如圖所示,當往試管中加入5mL稀鹽酸時,試管內立刻產生大量氣泡,同時放熱使燒杯中飽和溶液變渾濁(不考慮水分蒸發(fā)).請判斷:該飽和溶液中的溶質是NaNO2、NaCl和M中的
M
M


(3)分別將NaNO2、NaCl和M的飽和溶液從t2℃降溫到t1℃時,三種溶液中溶質的質量分由大到小的順序是
NaNO2>NaCl>M
NaNO2>NaCl>M

(4)NaNO2有毒,其外觀和咸味與食鹽很相似,因此要防止因誤食NaNO2而發(fā)生中毒事故.為了區(qū)別NaNO2、NaCl固體,某化學興趣小組同學查閱資料獲得如下信息:NaNO2的水溶液呈堿性,NaCl的水溶液呈中性;NaNO2熔點為271℃,NaCl熔點為801℃.
①小明同學設計的鑒別實驗方案如下:
20℃時分別取NaNO2、NaCl各5.0g于兩只小燒杯中,分別加入10mL水(水的密度近似看作1g/cm3),用玻璃棒充分攪拌后觀察.你認為此方案是否可行
可行
可行
(填“可行”或“不可行”).
②該小組其他同學又設計出與小明不同的實驗方案,并獲得成功.你認為該方案可能是
分別取少量的NaNO2、NaCl固體于兩支試管中,用酒精燈加熱,熔化者為NaNO2,不熔者為NaCl(或分別取少量樣品于試管中,加水溶解,滴加無色酚酞試液,變紅者為NaNO2,不變者為NaCl)(或其他合理答案)
分別取少量的NaNO2、NaCl固體于兩支試管中,用酒精燈加熱,熔化者為NaNO2,不熔者為NaCl(或分別取少量樣品于試管中,加水溶解,滴加無色酚酞試液,變紅者為NaNO2,不變者為NaCl)(或其他合理答案)
(只填寫一種方案并簡單敘述).

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科目:初中化學 來源: 題型:

(2009?連云港)今年我市九年級化學實驗操作考查的方法是由考生抽簽確定考題,小華同學抽到的題目是“以雞蛋殼和稀鹽酸為原料制取CO2”.小華完成該實驗的部分操作過程如下圖所示:

(1)小華上述操作過程中有明顯錯誤的是
B
B
(填字母序號).
(2)操作A中,小華松開手片刻后,看到燒杯內的導管中形成一段
水柱
水柱
,證明裝置不漏氣.
(3)若要驗證雞蛋殼的主要成分CaCO3中的Ca2+,只要在反應后溶液中逐滴加入
Na2CO3(碳酸鈉)或K2CO3(碳酸鉀)等
Na2CO3(碳酸鈉)或K2CO3(碳酸鉀)等
溶液,觀察到
白色沉淀
白色沉淀
現(xiàn)象即可(雞蛋殼中的雜質不干擾反應現(xiàn)象).若所加試劑正確,但實驗剛開始階段卻觀察不到應有的現(xiàn)象,則原因是
鹽酸過量
鹽酸過量

(4)若將雞蛋殼換為鋅粒,利用上述實驗中涉及到的儀器和藥品可以制取另一種常見氣體,該反應的化學方程式是
Zn+2HCl═ZnCl2+H2
Zn+2HCl═ZnCl2+H2

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