Question

16．某化學興趣小組對一包干燥的紅色粉末組成進行探究，同學們根據該紅色粉末的來源，判斷其可能由Cu、Fe₂O₃兩種固體中的一種或兩種組成．
Ⅰ．定性探究：
【提出猜想】該紅色粉末可能是：①Cu   ②Fe₂O₃   ③Cu和Fe₂O₃
【查閱資料】Cu在FeCl₃溶液中發生反應：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂
【設計實驗】（1）小玲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，發現固體全部溶解，得有色溶液．則猜想①一定不成立．
（2）小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應充分后，觀察到鐵絲表面有一層紅色物質析出現象，得出猜想③成立．
Ⅱ．定量探究：
【提出問題】該紅色粉末中氧化鐵的質量分數是多少呢？
【設計實驗】小晨稱取該紅色粉末5.0g裝入硬質玻璃管中，按如圖進行實驗，開始時緩緩通入CO氣體，過一段時間后再加熱至高溫使其充分反應，待反應完全后，停止加熱，仍繼續通CO氣體直至玻璃管冷卻，反應前后稱量相關物質的總質量（裝置內空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計），其數據如表：

	反應前	反應后
Ⅰ組	玻璃管和紅色粉末的總質量為48.3g	玻璃管和固體物質的總質量為47.1g
Ⅱ組	洗氣瓶和瓶中所盛物質的總質量為258.6g	洗氣瓶和瓶中所盛物質的總質量為261.9g

【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是排盡空氣，防止爆炸，A裝置中發生反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）為了防止溶液倒吸，本實驗最后停止加熱前是否需要先斷開裝置中A和B的連接處？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是實驗中持續通入一氧化碳氣體直到玻璃管內物質冷卻．
（3）從環保的角度分析，該裝置的缺陷是缺少尾氣處理裝置．
（4）根據上述表格中的實驗數據計算：紅色粉末中氧化鐵的質量分數為80%．

Answer 1

分析 由題目給出的信息可知：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，發現固體全部溶解，得有色溶液；則猜想①一定不成立，因為銅與鹽酸不反應；小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應充分后，觀察到鐵絲表面有紅色物質生成，得出猜想③成立；在裝置A中先通CO氣體的目的是：排盡玻璃管內空氣；根據上述表格中的實驗數據計算：氧元素的質量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；紅色粉末中氧化鐵的質量分數=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；本裝置的不足之處是：沒有尾氣處理裝置，改進方法是：在B裝置的導管口點燃一氧化碳或扎一個氣球．

解答 解：【設計實驗】（1）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，發現固體全部溶解，得有色溶液；則猜想①一定不成立，因為銅與鹽酸不反應；故填：①；
（2）小偉向小玲得到的有色溶液中插入一根潔凈的鐵絲，反應充分后，觀察到鐵絲表面有紅色物質生成，得出猜想③成立；故填：鐵絲表面有一層紅色物質析出
；
【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是 排出玻璃管內的空氣，B裝置的作用是 吸收反應產生的CO₂．一氧化碳能與氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，故填：排盡空氣，防止爆炸；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）因為實驗結束后是持續通入一氧化碳知道玻璃管冷卻，故不需要先斷開裝置中A和B的連接處，故填：不需要；實驗中持續通入一氧化碳氣體直到玻璃管內物質冷卻；
（3）從環保角度看上述裝置有嚴重不足之處是：沒有尾氣處理裝置，改進方法是：在B裝置的導管口點燃一氧化碳或扎一個氣球；故填：缺少尾氣處理裝置；
（4）根據上述表格中的實驗數據計算：氧元素的質量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質量=1.2g÷$\frac{48}{160}$=4g；紅色粉末中氧化鐵的質量分數=$\frac{4g}{5g}$×100%=80%；故填：80%．

點評 實驗探究題是近幾年中考的重點內容之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過查閱資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究，有關的計算要準確．同學們要具體分析，綜合掌握，本考點主要出現在實驗題中．