Question

【題目】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。

（查閱資料）銅和氧化鐵是紅色固體，鐵粉是黑色固體。

(1)（提出問題）

假設1：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___。

（設計實驗方案）同學們對實驗作了如下設想和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
A紅色粉末_______，石灰水_____	假設1成立
B紅色粉末_________，石灰水變渾濁	假設2成立
C紅色粉末部分變黑。石灰水________	假設3成立

（進行實驗）通過實驗及分析，確認假設3成立。

(2)（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___。

(3)（拓展）為了把實驗結束后的銅粉和鐵粉分離開來，你認為可選用____(填序號)

A 過濾 B 用磁鐵吸引 C 在空氣中灼燒

Answer 1

【答案】紅色粉末可能為銅粉和氧化鐵粉的混合物 不變色 不變渾濁 全部變為黑色 變渾濁 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 防止加熱一氧化碳和空氣混合氣體時發生爆炸 在b處用酒精燈點燃或用塑料袋(氣球)收集 B

【解析】

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。

(1)該粉末是銅粉和氧化鐵粉中的一種或兩種，因此假設3為：紅色粉末可能為銅粉和氧化鐵粉的混合物。銅在高溫下不與一氧化碳反應，因此當粉末不變色，澄清石灰水也不會出現渾濁，則粉末為銅粉，假設成立。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，因此當粉末變黑色，澄清石灰水渾濁，則粉末為氧化鐵粉，假設成立。

當粉末部分變黑色，澄清石灰水渾濁，則粉末為銅粉和氧化鐵粉的混合物，假設3成立。

(2)①發生的反應為一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學方程式為

Fe2O3+3CO2Fe+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。

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，具體措施為：在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋(氣球)收集。

A、鐵粉和銅粉均不溶于水，不能通過過濾分離。故A不正確；

B、鐵受磁鐵吸引，銅不受磁鐵吸引，可用磁鐵分離。故B正確；

C、鐵和銅在空氣中灼燒后，均生成固體氧化物，不能通過灼燒分離。故C不正確。故選B