Question

7．在實(shí)驗(yàn)探究課上，老師給了同學(xué)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(xué)們?yōu)榱舜_定該粉末的成分，進(jìn)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(shí)驗(yàn)】經(jīng)過查閱資料、回憶已學(xué)過的知識，
大家決定設(shè)計(jì)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．請完成下列表格：

實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)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(dá)】通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)裝置有不足之處，請說出其中一種改進(jìn)方法：在b處用酒精燈點(diǎn)燃，或用塑料袋（氣球）收集．
【拓展】為了進(jìn)一步探究鐵和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，你認(rèn)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(yīng)用】同學(xué)們用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來模擬煉鐵的原理，裝置如圖2所示，請回答有關(guān)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(dǎo)管接口的連接順序應(yīng)為a→d→b→e．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)題意，對紅色粉末進(jìn)行猜想；
【實(shí)驗(yàn)】根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析支持結(jié)論應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
【表達(dá)】根據(jù)反應(yīng)的原理來書寫化學(xué)方程式；
【反思】對實(shí)驗(yàn)裝置的操作進(jìn)行解釋及對存在問題進(jìn)行改進(jìn)；
【拓展】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究鐵和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱；
【應(yīng)用】根據(jù)氫氧化鈉溶液的性質(zhì)來分析；
根據(jù)通過B后的氣體是一氧化碳?xì)怏w，回收利用一氧化碳，結(jié)合C圖排水集氣，氣體進(jìn)出順序是“短進(jìn)長出”，用燒杯盛放排出的水，進(jìn)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(zhì)的混合物；故答案為：銅粉和氧化鐵粉的混合物；
【實(shí)驗(yàn)】銅在高溫下不與一氧化碳反應(yīng)，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(yīng)生成黑色鐵粉和二氧化碳，充分反應(yīng)后，粉末變黑色，澄清石灰水渾濁；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)論
紅色粉末不變色，石灰水不變渾濁	假設(shè)Ⅰ成立
紅色粉末全部變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	假設(shè)Ⅱ成立
紅色粉末部分變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?/TD>	假設(shè)Ⅲ成立

【表達(dá)】實(shí)驗(yàn)過程中，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)是一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)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?xì)怏w有毒，直接排放到空氣中會造成空氣污染，可把尾氣進(jìn)行燃燒或收集；故可在b處用酒精燈點(diǎn)燃，或用塑料袋（氣球）收集；故填：在b處用酒精燈點(diǎn)燃，或用塑料袋（氣球）收集；
【拓展】金屬鐵可與硝酸銅反應(yīng)，與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，而銅不能與硝酸銅反應(yīng)，也不能與鹽酸反應(yīng)，故AB可驗(yàn)證鐵的活動(dòng)性比銅強(qiáng)；鐵和銅都不能與氯化亞鐵反應(yīng)，說明銅不如鐵活潑，C也能驗(yàn)證鐵和銅的活動(dòng)性；鐵和銅均不能與硫酸鎂溶液反應(yīng)，說明鐵和銅的活動(dòng)性都不如鎂強(qiáng)，無法驗(yàn)證鐵和銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱．故填：ABC；
【應(yīng)用】（1）氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，與一氧化碳不反應(yīng)，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(jìn)行收集，短管進(jìn)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(diǎn)評 氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵，鐵粉是黑色的，銅與一氧化碳不反應(yīng)，二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，了解相關(guān)知識才能正確解答．