Question

(7分)在實驗探究課上，老師給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。
[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   。
[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高溫至充分反應(實驗裝置圖如下)。

請你完成下表：

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
	假設3成立

[進行實驗]通過實驗及分析，確認假設3成立。
[反思與評價]
（1）實驗過程中，硬質玻璃管內發生的化學反應方程式為    。
（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    。
[知識拓展]
（4）請你用另一種新的方法探究這包紅色粉未的成分，探究方法    。
（5）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    (填序號)
A．硝酸銅溶液    B．稀鹽酸    C．氯化鋅溶液  D.硝酸銀溶液

Answer 1

[提出問題] 假設3：銅粉和氧化鐵粉的混合物
[設計實驗方案]

實驗中可能出現的現象	結論
紅色粉末部分變為黑色，石灰水變渾濁	假設3成立

[反思與評價] （1）3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
（2）防止加熱時硬質玻璃管發生爆炸（或把玻璃管內空氣排凈）
（3）在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋(氣球)收集
（4）根據銅和氧化鐵的不同性質分析，如氧化鐵能與酸反應，銅不能與酸反應等
（5）AB

試題分析：[提出問題] 假設3：根據題干的所給的信息可以作出判斷，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。
[設計實驗方案] 因為銅在高溫下不與一氧化碳反應，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，因此充分反應后，粉末部分變黑色，澄清石灰水渾濁。
[反思與評價]
（1）實驗過程中，硬質玻璃管內氧化鐵在高溫下與一氧化碳反應生成黑色鐵粉和二氧化碳，故反應的化學反應方程式為3CO+Fe₂O₃ 2Fe+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，排出玻璃管中的空氣，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）從環保角度看，上面的實驗裝置有不足之處：即一氧化碳有毒，排放到空氣中會引起空氣的污染，故應該加一個尾氣處理裝置，例如在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋(氣球)收集等。
[知識拓展]
（4）因為銅不能和酸反應，而氧化鐵能與酸反應，且溶液變成黃色，所以方案為：取少量紅色粉于試管中，加入足量的稀鹽酸充分反應；如果試管中的紅色固體不變，溶液不變色，則猜想1成立；如果試管底部沒有紅色固體剩余，溶液變為黃色，則猜想2成立；如果試管底部有紅色固體剩余，溶液變為黃色，則猜想3成立。
（5）在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來。
A、鐵在銅的前面，鐵能與硝酸銅溶液反應生成銅，而銅不能與硝酸銅溶液反應，故可以使用硝酸銅溶液確定鐵和銅的活動性強弱；
B、Fe＞H＞Cu，故鐵能與稀鹽酸反應生成氫氣，而銅不與稀鹽酸反應生成氫氣，現象不同，故可以使用稀鹽酸確定鐵和銅的活動性強弱；
C、Zn＞Fe＞Cu，所以鐵和銅都不能與氯化鋅溶液反應，故使用氯化鋅不能確定鐵和銅的活動性強弱；
D、Fe＞Cu＞Ag，所以鐵和銅都能與硝酸銀溶液反應，且現象相同，故不可以使用硝酸銀溶液確定鐵和銅的活動性強弱。故選AB
點評：在作出猜想的時候要抓住題給的蛛絲馬跡來進行猜想，不能盲目的亂猜，另外不純的氣體在點燃時有可能出現爆炸，所以在使用可燃性氣體時，一定要注意檢驗氣體的純度。要會利用金屬活動順序表設計實驗，去驗證金屬的活動性強弱，氫前邊的金屬會與稀硫酸、鹽酸反應，但氫后的金屬不會與稀硫酸、鹽酸反應，前邊的金屬會把后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來。