Question

在實驗探究課上，老師給了同學們一包紅色粉未，該粉末是銅粉和氧化鐵粉中的一種或兩種．同學們為了確定該粉末的成分，進行如下探究．請你參與他們的探究并回答問題．
（1）[提出問題]假設l：紅色粉末是銅粉；假設2：紅色粉末是氧化鐵粉；
假設3：紅色粉末是______．
（2）[設計實驗方案]同學們對實驗作了如下設想和分析：取少量紅色粉末放入硬質玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加熱至充分反應（實驗裝置如圖所示）．
請你完成下表：

實驗中可能出現的現象	結論
	假設1成立
	假設2成立
	假設3成立

（3）[進行實驗]通過實驗及分析，確認假設3成立．
（4）[反思與評價]
①實驗過程中，硬質玻璃管內發生反應的化學方程式是______．
②實驗時通入一氧化碳片刻后再加熱的原因是______．
③從環保角度看，上面的實驗裝置有不足之處，請你對該裝置進行改進，具體措施
是______．
（5）[拓展]為了進一步探究鐵和銅的金屬活動性強弱，請根據實驗室現有的儀器和藥品條件（如下所列），通過填寫下表，完成對實驗方案的構思．
[實驗儀器]試管、膠頭滴管、鑷子
[實驗藥品]鐵釘、銅片、稀硫酸、硫酸鋅溶液、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液

所選藥品	有關化學方程式

Answer 1

解：（1）該粉末是銅粉和氧化鐵粉中的一種或兩種，因此紅色粉末可能為兩物質的混合物；
故答案為：銅粉和氧化鐵粉的混合物；
（2）銅在高溫下不與一氧化碳反應，因此粉末不變色，澄清石灰水也不會出現渾濁；氧化鐵在高溫下可與一氧化碳反應生成黑色鐵粉和二氧化碳，充分反應后，粉末變黑色，澄清石灰水渾濁；
故答案為：

實驗中可能出現的現象	結論
紅色粉末不變色，石灰水不變渾濁	假設1成立
紅色粉末全部變為黑色，石灰水變渾濁	假設2成立
紅色粉末部分變為黑色，石灰水變渾濁	假設3成立

（4）①一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
故答案為：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
②一氧化碳具有可燃性，與空氣混合點燃可能發生爆炸，因此應先通一氧化碳，待玻璃管內氣體為純凈的一氧化碳時再進行加熱，防止形成混合氣體而引起爆炸；
故答案為：防止加熱一氧化碳和空氣的混合氣體時發生爆炸；
③一氧化碳氣體有毒，直接排放到空氣中會造成空氣污染，可把尾氣進行燃燒或收集；
故答案為：在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集；
（5）根據金屬鐵可與酸反應而銅不能與酸反應或鐵能轉換硫酸銅中銅，可驗證鐵的活動性比銅強；
故答案為：（合理均給分

方案	所選藥品	有關化學方程式
1	鐵釘、銅片、稀硫酸	Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2
2	鐵釘、硫酸銅溶液	Fe+CuSO4 ═FeSO4+Cu

分析：（1）根據題意，對紅色粉末進行猜想；
（2）根據實驗結論，分析支持結論應該出現的實驗現象；
（4）對實驗裝置的操作進行解釋及對存在問題進行改進；
（5）設計實驗，探究鐵和銅的金屬活動性強弱．
點評：在使用可燃性氣體時，一定要注意檢驗氣體的純度，不純的氣體在點燃時有可能出現爆炸；可能氣體主要有：氫氣、一氧化碳、甲烷（天然氣）．