Question

【题目】在实验探究课上，老师给了同学们一包红色粉未，该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进行如下探究。请你参与他们的探究并回答问题。

（查阅资料）铜和氧化铁是红色固体，铁粉是黑色固体。

(1)（提出问题）

假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；假设3：红色粉末是___。

（设计实验方案）同学们对实验作了如下设想和取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应(实验装置如图所示)。

请你完成下表：

实验中可能出现的现象	结论
A红色粉末_______，石灰水_____	假设1成立
B红色粉末_________，石灰水变浑浊	假设2成立
C红色粉末部分变黑。石灰水________	假设3成立

（进行实验）通过实验及分析，确认假设3成立。

(2)（反思与评价）

①实验过程中，硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是____。

②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是_____。

③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是___。

(3)（拓展）为了把实验结束后的铜粉和铁粉分离开来，你认为可选用____(填序号)

A 过滤 B 用磁铁吸引 C 在空气中灼烧

Answer 1

【答案】红色粉末可能为铜粉和氧化铁粉的混合物 不变色 不变浑浊 全部变为黑色 变浑浊 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 防止加热一氧化碳和空气混合气体时发生爆炸 在b处用酒精灯点燃或用塑料袋(气球)收集 B

【解析】

氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳。

(1)该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，因此假设3为：红色粉末可能为铜粉和氧化铁粉的混合物。铜在高温下不与一氧化碳反应，因此当粉末不变色，澄清石灰水也不会出现浑浊，则粉末为铜粉，假设成立。氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳，因此当粉末变黑色，澄清石灰水浑浊，则粉末为氧化铁粉，假设成立。

当粉末部分变黑色，澄清石灰水浑浊，则粉末为铜粉和氧化铁粉的混合物，假设3成立。

(2)①发生的反应为一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

②一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃可能发生爆炸，因此应先通一氧化碳，待玻璃管内气体为纯净的一氧化碳时再进行加热，防止形成混合气体而引起爆炸。

③一氧化碳气体有毒，直接排放到空气中会造成空气污染，可把尾气进行燃烧或收集，具体措施为：在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋(气球)收集。

A、铁粉和铜粉均不溶于水，不能通过过滤分离。故A不正确；

B、铁受磁铁吸引，铜不受磁铁吸引，可用磁铁分离。故B正确；

C、铁和铜在空气中灼烧后，均生成固体氧化物，不能通过灼烧分离。故C不正确。故选B