题目内容
【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
【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