Question

【題目】有一瓶紅色粉末，由銅和氧化鐵中的一種或兩種組成。某化學興趣小組對該紅色粉末的組成進行了探究。

（設計實驗）實驗裝置如圖，實驗步驟如下：

（1）連接好裝置并檢查氣密性。

（2）裝入藥品，通入一段時間一氧化碳。

（3）繼續緩緩通入一氧化碳，點燃酒精噴燈，使反應充分進行。

（4）完全反應后熄滅酒精噴燈，繼續通入一氧化碳至恢復到室溫。

（討論交流）

（1）反應前通入一段時間一氧化碳的目的是__________________________________。

（2）甲同學提出，為了防止溶液倒吸，熄滅酒精噴燈前應先斷開裝置A和B的連接，你認為是否需要并說明理由：______________________。

（3）經過討論，該小組同學認為，裝置B后還需添加一個酒精燈，并在實驗步驟（2）中點燃，點燃前應對氣體_____________。

（進行實驗）該小組同學按上述步驟進行實驗，觀察到以下現象，確定該紅色粉末由銅和氧化鐵組成。

（1）硬質玻璃管中出現黑色物質，對應的化學方程式為_______________________。

（2）澄清石灰水變渾濁，對應的化學方程式為_______________________。

（3）完全反應后硬質玻璃管中仍有紅色固體剩余。

（定量分析）上述實驗中，測得某些實驗數據如下表。請通過計算進一步確定該紅色粉末中各成分的質量比：_____________________________。

反應前	紅色粉末的質量	8.0g
	硬質玻璃管的質量	64.6g
反應后	硬質玻璃管和其中固體的總質量	70.8g

（拓展探究）將上述實驗反應后硬質玻璃管中的固體研磨成粉末。

（1）取少量粉末于小燒杯中，向其中加入足量稀鹽酸，充分反應，你能觀察到的現象有：__________________________。

（2）再取少量粉末于另一個小燒杯中，向其中加入一定量硝酸銀溶液，充分反應后過濾。向濾渣中滴加稀鹽酸，有氣泡產生，則濾渣為_________（寫化學式，下同），濾液中的溶質為_________。

Answer 1

【答案】排出裝置中的空氣，防止一氧化碳混有一定量的空氣，高溫時爆炸 不需要，因為熄滅酒精噴燈后還要繼續通入一氧化碳至恢復到室溫 驗純 銅和氧化鐵的質量比為1∶3 產生無色氣體，溶液變為淺綠色，有紅色固體殘留 Fe、Cu、Ag Fe(NO3)2

【解析】

討論交流：

（1）反應前通入一段時間一氧化碳的目的是：一氧化碳具有可燃性，可燃性氣體混有一定量的空氣，遇明火容易發生爆炸，故先通入一段時間一氧化碳，將裝置內的空氣排盡，防止發生爆炸；

（2）不需要，因為熄滅酒精噴燈后，還要繼續通一段時間一氧化碳至恢復至室溫；

（3）經過討論，該小組同學認為，裝置B后還需添加一個酒精燈，并在實驗步驟（2）中點燃，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空氣，遇明火容易發生爆炸，故點燃前應對氣體驗純；

進行實驗：

（1）硬質玻璃管中出現黑色物質，是因為氧化鐵與一氧化碳在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為：；

（2）澄清石灰水變渾濁是因為氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；

定量，反應后，裝置內減少的質量為氧化鐵中氧元素的質量，氧元素的質量為：64.6g+8.0g-70.8g=1.8g，紅色粉末中氧化鐵的質量為：，紅色粉末中銅的質量為：8.0g-6g=2g，故紅色粉末中銅和氧化鐵的質量比為：2g：6g=1：3；

拓展研究：

（1）將上述實驗反應后硬質玻璃管中的固體研磨成粉末，取少量粉末于燒杯中，加入足量稀鹽酸，鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，銅不與稀鹽酸反應，故實驗現象為：有氣泡生成，溶液變為淺綠色，有紅色固體殘留；

（2）再取少量粉末于另一個小燒杯中，向其中加入一定量硝酸銀溶液，鐵先與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀，待鐵完全反應后，銅再與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，充分反應后過濾，向濾渣中滴加稀鹽酸，有氣泡產生，說明鐵過量，硝酸銀已經完全被置換，銅未參與反應，故濾渣為：Fe、Cu、Ag；

鐵過量，說明只有鐵和硝酸銀發生了反應生成了硝酸亞鐵和銀，且硝酸銀已經完全反應，故濾液中的溶質為：Fe(NO3)2。