Question

7．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?yōu)榱舜_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．

【猜想】猜想I：紅色粉末是銅粉；猜想Ⅱ：紅色粉末是氧化鐵粉；猜想Ⅲ：紅色粉末是銅粉和氧化鐵粉的混合物
【實驗】經(jīng)過查閱資料、回憶已學過的知識，
大家決定設計如圖1所示的實驗進行探究．請完成下列表格：

實驗中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結論
紅色粉末不變色，石灰水不變渾濁	猜想Ⅰ正確
紅色粉末全部變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	猜想Ⅱ正確
紅色粉末部分變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	猜想Ⅲ正確

【表達】通過實驗及分析，確定紅色粉末是銅粉和氧化鐵粉的混合物，則在上述實驗過程中所發(fā)生反應的化學方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂、-．
【反思】從環(huán)保角度看，圖1所示的實驗裝置有不足之處，請說出其中一種改進方法：在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集．
【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ABC（填序號）．
A．硝酸銅溶液      B．稀鹽酸     C．氯化亞鐵溶液       D．硫酸鎂
【應用】同學們用一氧化碳與氧化鐵的反應來模擬煉鐵的原理，裝置如圖2所示，請回答有關問題：
（1）B裝置中氫氧化鈉溶液的作用是吸收混合氣體中的二氧化碳
（2）為避免將CO排放到空氣中，并回收利用CO，方框中連接的是C和D裝置，導管接口的連接順序應為a→d→b→e．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)題意，對紅色粉末進行猜想；
【實驗】根據(jù)實驗結論，分析支持結論應該出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象；
【表達】根據(jù)反應的原理來書寫化學方程式；
【反思】對實驗裝置的操作進行解釋及對存在問題進行改進；
【拓展】設計實驗，探究鐵和銅的金屬活動性強弱；
【應用】根據(jù)氫氧化鈉溶液的性質來分析；
根據(jù)通過B后的氣體是一氧化碳氣體，回收利用一氧化碳，結合C圖排水集氣，氣體進出順序是“短進長出”，用燒杯盛放排出的水，進行分析解答．

解答 解：【猜想】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；
【實驗】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(xiàn)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(xiàn)的現(xiàn)象	結論
紅色粉末不變色，石灰水不變渾濁	假設Ⅰ成立
紅色粉末全部變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	假設Ⅱ成立
紅色粉末部分變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	假設Ⅲ成立

【表達】實驗過程中，硬質玻璃管內發(fā)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；
【反思】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；故可在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集；故填：在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集；
【拓展】金屬鐵可與硝酸銅反應，與鹽酸反應生成氫氣，而銅不能與硝酸銅反應，也不能與鹽酸反應，故AB可驗證鐵的活動性比銅強；鐵和銅都不能與氯化亞鐵反應，說明銅不如鐵活潑，C也能驗證鐵和銅的活動性；鐵和銅均不能與硫酸鎂溶液反應，說明鐵和銅的活動性都不如鎂強，無法驗證鐵和銅的活動性強弱．故填：ABC；
【應用】（1）氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，與一氧化碳不反應，故填：吸收混合氣體中的二氧化碳；
（2）用C裝置利用排水法進行收集，短管進入氣體，長管排出水，并用D裝置承接排出的水，故填：d；b；e．

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．