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（实验装置如图所示）．
请你完成下表：

实验中可能出现的现象	结论
	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______．
（5）[拓展]为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，请根据实验室现有的仪器和药品条件（如下所列），通过填写下表，完成对实验方案的构思．
[实验仪器]试管、胶头滴管、镊子
[实验药品]铁钉、铜片、稀硫酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液

所选药品	有关化学方程式

Answer 1

解：（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；
故答案为：铜粉和氧化铁粉的混合物；
（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；
故答案为：

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
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）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳；
故答案为：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；
故答案为：防止加热一氧化碳和空气的混合气体时发生爆炸；
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；
故答案为：在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集；
（5）根据金属铁可与酸反应而铜不能与酸反应或铁能转换硫酸铜中铜，可验证铁的活动性比铜强；
故答案为：（合理均给分

方案	所选药品	有关化学方程式
1	铁钉、铜片、稀硫酸	Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2
2	铁钉、硫酸铜溶液	Fe+CuSO4 ═FeSO4+Cu

分析：（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）设计实验，探究铁和铜的金属活动性强弱．
点评：在使用可燃性气体时，一定要注意检验气体的纯度，不纯的气体在点燃时有可能出现爆炸；可能气体主要有：氢气、一氧化碳、甲烷（天然气）．