Question

(7分)在實驗探究課上，老師給同學(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。
[提出問題]假設(shè)l：紅色粉末是銅粉；
假設(shè)2：紅色粉末是氧化鐵粉；
假設(shè)3：紅色粉末是   。
[設(shè)計實驗方案]同學(xué)們對實驗作了如下設(shè)想和分析：取少量紅色粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，通入一氧化碳片刻后高溫至充分反應(yīng)(實驗裝置圖如下)。

請你完成下表：

實驗中可能出現(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)1成立
紅色粉末全部變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?br />	假設(shè)2成立
	假設(shè)3成立

[進(jìn)行實驗]通過實驗及分析，確認(rèn)假設(shè)3成立。
[反思與評價]
（1）實驗過程中，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(huán)保角度看，上面的實驗裝置有不足之處，請你對該裝置進(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)一步探究鐵和銅的金屬活動性強(qiáng)弱，你認(rèn)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(shè)3：銅粉和氧化鐵粉的混合物
[設(shè)計實驗方案]

實驗中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)論
紅色粉末部分變?yōu)楹谏�，石灰水變渾�?br />	假設(shè)3成立

[反思與評價] （1）3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
（2）防止加熱時硬質(zhì)玻璃管發(fā)生爆炸（或把玻璃管內(nèi)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(jù)銅和氧化鐵的不同性質(zhì)分析，如氧化鐵能與酸反應(yīng)，銅不能與酸反應(yīng)等
（5）AB

試題分析：[提出問題] 假設(shè)3：根據(jù)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(zhì)的混合物。
[設(shè)計實驗方案] 因為銅在高溫下不與一氧化碳反應(yīng)，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，因此充分反應(yīng)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(zhì)玻璃管內(nèi)氧化鐵在高溫下與一氧化碳反應(yīng)生成黑色鐵粉和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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(fā)生爆炸，因此應(yīng)先通一氧化碳，排出玻璃管中的空氣，待玻璃管內(nèi)氣體為純凈的一氧化碳時再進(jìn)行加熱，防止形成混合氣體而引起爆炸。
（3）從環(huán)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(yīng)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(yīng)，而氧化鐵能與酸反應(yīng)，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(yīng)；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?yōu)辄S色，則猜想2成立；如果試管底部有紅色固體剩余，溶液變?yōu)辄S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(yīng)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(yīng)生成銅，而銅不能與硝酸銅溶液反應(yīng)，故可以使用硝酸銅溶液確定鐵和銅的活動性強(qiáng)弱；
B、Fe＞H＞Cu，故鐵能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，而銅不與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，現(xiàn)象不同，故可以使用稀鹽酸確定鐵和銅的活動性強(qiáng)弱；
C、Zn＞Fe＞Cu，所以鐵和銅都不能與氯化鋅溶液反應(yīng)，故使用氯化鋅不能確定鐵和銅的活動性強(qiáng)弱；
D、Fe＞Cu＞Ag，所以鐵和銅都能與硝酸銀溶液反應(yīng)，且現(xiàn)象相同，故不可以使用硝酸銀溶液確定鐵和銅的活動性強(qiáng)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(jìn)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(xiàn)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(shè)計實驗，去驗證金屬的活動性強(qiáng)弱，氫前邊的金屬會與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)，但氫后的金屬不會與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)，前邊的金屬會把后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來。