Question

在實驗探究課上，老師給了同學們一包紅色粉末，該粉末是銅粉和氧化鐵（Fe₂O₃）粉末中的一種或兩種．
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活動并回答問題．
（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

 

．
（2）[設計實驗方案]同學們為了驗證上述假設，
設計了如上圖所示實驗裝置，并對實驗結果作了如下設想和分析：取少量紅色粉末放人硬質玻璃管中，通入一氧化碳，片刻后加熱至充分反應．
請你完成下表：

實驗中可能出現的現象	結論
	假設1成立
	假設2成立
	假設3成立

（3）[進行實驗]通過實驗，確認假設3成立．
（4）[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，先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

 

．

Answer 1

分析：（1）根據題意，對紅色粉末進行猜想；
（2）根據實驗結論，分析支持結論應該出現的實驗現象；
（4）對實驗裝置的操作進行解釋及對存在問題進行改進；

解答：解：（1）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銅粉和氧化鐵粉的混合物；
（2）銅在高溫下不與一氧化碳反應，因此粉末不變色，澄清石灰水也不會出現渾濁；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，充分反應后，粉末變黑色，澄清石灰水渾濁；

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
紅色粉末部分變為黑色，石灰水變渾濁	假設3成立

（4）①一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

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，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，在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集；
故答案為：
（1）銅粉和氧化鐵粉的混合物；
（2）

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
紅色粉末全部變為黑色，石灰水變渾濁
紅色粉末部分變為黑色，石灰水變渾濁

（4）①3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
②把管內空氣趕出，防止管內氣體不純，加熱時硬質玻璃管發生爆炸；  
③在b處用酒精燈點燃，或用塑料袋（氣球）收集尾氣．

點評：在使用可燃性氣體時，一定要注意檢驗氣體的純度，不純的氣體在點燃時有可能出現爆炸；可燃性氣體主要有：氫氣、一氧化碳、甲烷（天然氣）．