Question

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．
（1）[提出问题]假设l：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    ．
（2）[设计实验方案]同学们对实验作了如下设想和分析：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）．请你完成下表：

实验中可能出现的现象	结论
红色粉末不变色，石灰水不变浑浊	假设1成立
	假设2成立
	假设3成立

（3）[进行实验]通过实验及分析，确认假设3成立．
（4）[反思与评价]
①实验过程中，硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是    ．
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    ．
（5）[拓展]为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用下列试剂中的    （填序号）．
A．硝酸铜溶液    B．稀盐酸    C．氯化亚铁溶液．

Answer

（1）根据题意，对红色粉末进行猜想；
（2）根据实验结论，分析支持结论应该出现的实验现象；
（4）对实验装置的操作进行解释及对存在问题进行改进；
（5）根据铁和铜的化学性质分析选择的试剂．
【解析】
（1）该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，因此红色粉末可能为两物质的混合物；
（2）铜在高温下不与一氧化碳反应，因此粉末不变色，澄清石灰水也不会出现浑浊；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，充分反应后，粉末变黑色，澄清石灰水浑浊；
（4）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳；化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+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；故可在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集；
（5）金属铁可与硝酸铜反应，与盐酸反应生成氢气，而铜不能与硝酸铜反应，也不能与盐酸反应，故AB可验证铁的活动性比铜强；铁和铜都不能与氯化亚铁反应，C不能验证铁和铜的活动性．
故答案为：（1）铜粉和氧化铁粉的混合物
（2）

    实验中可能出现的现象     结论
  假设1成立
  红色粉末全部变为黑色，石灰水变浑浊   假设2成立
  红色粉末部分变为黑色，石灰水变浑浊   假设3成立

（4）①3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
②防止加热时硬质玻璃管发生爆炸
③在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集
（5）AB