Question

20．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：紅色粉末是銅粉和氧化鐵粉的混合物．
（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（實驗裝置圖如圖）．

請你完成如表：

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

（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實驗時通入一氧化碳片刻后再加熱的原因是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②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，具體措施是在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集．
（5）拓展：為了進一步探究鐵和銅的金屬活動性強弱，你認為可選用下列試劑中的B（填序號）．
A．硝酸銀溶液    B．稀鹽酸    C．氯化鋅溶液．

Answer 1

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．

解答 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實驗過程中，硬質玻璃管內發生的反應是一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學反應方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②一氧化碳氣體有毒，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，所以鹽酸可驗證鐵的活動性比銅強；鐵和銅都能和硝酸銀溶液反應，且都不和氯化鋅溶液反應，所以不能驗證鐵的活動性比銅強．
故答案為：B．
答案：
（1）銅粉和氧化鐵粉的混合物；
（2）

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）①3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集；
（5）B．

點評 氧化鐵與一氧化碳反應生成鐵，鐵粉是黑色的，銅與一氧化碳不反應，二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，了解相關知識才能正確解答．