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(guān)物質(zhì)的總質(zhì)量（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、C0₂忽略不計），其數(shù)據(jù)如表：

	反應前	反應后
Ⅰ 組	玻璃管和的總質(zhì)量為48.3	玻璃管和固體的總質(zhì)量為47.1
Ⅱ 組	洗氣瓶和瓶所盛的總質(zhì)量為258.6	洗氣瓶和瓶所盛的總質(zhì)量為261.9

【交流討論】
（1）在裝置A中先通CO氣體的目的是

 

．
（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)溶液中是否有NaOH剩余做進一步探究
實驗步驟：小淵同學取該洗氣瓶內(nèi)溶液50克，逐滴加入質(zhì)量分數(shù)為7.3%的稀鹽酸至無氣泡冒出為止，共用去稀鹽酸60克，所得溶液質(zhì)量為107.8克．試計算：
（1）該洗氣瓶內(nèi)溶液中碳酸鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少克？
（2）50克該洗氣瓶內(nèi)溶液中剩余的氫氧化鈉質(zhì)量為多少克？

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,一氧化碳的化學性質(zhì),有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,金屬的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

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(fā)現(xiàn)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；氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，配平即可；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，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)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(nèi)空氣；根據(jù)上述表格中的實驗數(shù)據(jù)計算：氧元素的質(zhì)量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質(zhì)量=1.2g÷

48

160

=4g；紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=

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．根據(jù)化學方程式的計算要準確．

解答：解：【甲組同學】：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1一定不成立，因為銅與鹽酸不反應；氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，配平即可；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，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，得出猜想③成立；故答案為：（1）①；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；（2）鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成
【交流討論】在裝置A中先通CO氣體的目的是：排盡玻璃管內(nèi)空氣；根據(jù)上述表格中的實驗數(shù)據(jù)計算：氧元素的質(zhì)量=48.3g-47.1g=1.2g，氧化鐵的質(zhì)量=1.2g÷

48

160

=4g；紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=

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；故答案為：（1）排盡玻璃管內(nèi)空氣  （2）80%  （3）尾氣處理方法合理，一氧化碳點燃．
【拓展延伸】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，二氧化碳的質(zhì)量=50g+60g-107.8g=2.2g，設(shè)該洗氣瓶內(nèi)溶液中碳酸鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為x，碳酸鈉用去顏色的質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73                     44
50g?x   y               2.2g    
   

106

44

=

50g?x

2.2g

    x=10.6%；   

73

44

=

y

2.2g

  y=3.65g；
因此氫氧化鈉用去鹽酸的質(zhì)量=60g×7.3%-3.65g=0.73g；
設(shè)50克該洗氣瓶內(nèi)溶液中剩余的氫氧化鈉質(zhì)量為z，
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40     36.5
 z     0.73g   

40

36.5

=

z

0.73g

  z=0.8g，答：該洗氣瓶內(nèi)溶液中碳酸鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10.6%；50克該洗氣瓶內(nèi)溶液中剩余的氫氧化鈉質(zhì)量為0.8g；
故答案為：（1）10.6%   （2）0.8g

點評：實驗探究題是近幾年中考的重點內(nèi)容之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)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(jié)論，屬于結(jié)論性探究，有關(guān)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(xiàn)在實驗題中．