Question

1．某學(xué)生小組對過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)物中氣體的成分進(jìn)行研究．
（1）假設(shè)：該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是二氧化碳．
（2）設(shè)計(jì)方案：將一定量氧化鐵在隔絕氧氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng)，測定生成氣體中碳元素與氧元素的質(zhì)量比．
（3）查閱資料：氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵產(chǎn)生反應(yīng)，可用來隔絕氧氣．
（4）實(shí)驗(yàn)：

操作步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	簡答
①稱取3.2g氧化鐵與2g炭粉均勻混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上圖裝置連接	寫出裝置中編號(hào)儀器的名稱： A鐵架臺(tái)，B試管
②加熱前，先通一段時(shí)間純凈、干燥的氮?dú)?/TD>	其目的是趕盡裝置中的空氣（或氧氣）
③夾緊T處彈簧夾，加熱一段時(shí)間，澄清石灰水變渾濁	該現(xiàn)象說明有CO2生成
④待氧化鐵完全反應(yīng)后，冷卻至室溫，稱得玻璃管和固體的總質(zhì)量為52.24g

（5）數(shù)據(jù)處理：生成氣體中的碳元素與氧元素的質(zhì)量比1：2．
（6）結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，得出原假設(shè)不成立，理由是實(shí)驗(yàn)所得碳、氧元素質(zhì)量比與CO₂中碳、氧元素質(zhì)量比不相符．
（7）用你學(xué)過的化學(xué)知識(shí)解釋上述實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)論：所的氣體是CO和CO₂．．

Answer 1

分析 （4）①鐵架臺(tái)是用來支撐和固定儀器進(jìn)行加熱等實(shí)驗(yàn)操作的，試管少量試劑的反應(yīng)裝置，根據(jù)常見的儀器對照解答．
②一氧化碳具有可燃性，可燃性的氣體和助燃性氣體點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，
③二氧化碳會(huì)使澄清石灰水變渾濁，
（6）根據(jù)二氧化碳中的碳氧質(zhì)量比和題中的碳氧質(zhì)量比進(jìn)行比較解答．
（7）根據(jù)

解答 解：（4）①A在這里主要支持直玻璃管進(jìn)行加熱反應(yīng)的，B主要用來檢驗(yàn)混合氣和澄清石灰水反應(yīng)的，故答案為：鐵架臺(tái)，試管；
②一氧化碳和氧氣混合在點(diǎn)燃的條件下，可能發(fā)生爆炸，故答案為：趕盡裝置中的空氣（或氧氣）；
③澄清石灰水可以檢驗(yàn)二氧化碳的存在，故答案為：有CO₂生成；
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中氣體質(zhì)量為：（48.48g+3.20g+2.00g）-52.24 g=1.44 g，
根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可計(jì)算出氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為：3.2g×$\frac{16×3}{16×3+56×2}$=0.96g，
則碳元素的質(zhì)量為氣體質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量為：1.44g-0.96g=0.48g，
生成氣體中的碳元素與氧元素的質(zhì)量比.48g：0.96g=1：2；
（6）在二氧化碳中，碳氧元素的質(zhì)量比為：3：8，而本題中的碳氧元素的質(zhì)量比是：1：2，所以假設(shè)不成立，故答案為：實(shí)驗(yàn)所得碳、氧元素質(zhì)量比與CO₂中碳、氧元素質(zhì)量比不相符．
（7）根據(jù)參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g，則反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比=$\frac{0.48g}{12}：\frac{0.96g}{16}$=2：3，則所的氣體是CO和CO₂．
答案：
（4）

操作步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	簡答
①稱取3.2g氧化鐵與2g炭粉均勻混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上圖裝置連接	寫出裝置中編號(hào)儀器的名稱： A 鐵架臺(tái)，B 試管
②加熱前，先通一段時(shí)間純凈、干燥的氮?dú)?/TD>	其目的是 趕盡裝置中的空氣（或氧氣）
③夾緊T處彈簧夾，加熱一段時(shí)間，澄清石灰水變渾濁	該現(xiàn)象說明 有CO2生成
④待氧化鐵完全反應(yīng)后，冷卻至室溫，稱得玻璃管和固體的總質(zhì)量為52.24g

（5）1：2；
（6）實(shí)驗(yàn)所得碳、氧元素質(zhì)量比與CO₂中碳、氧元素質(zhì)量比不相符．
（7）所的氣體是CO和CO₂．

點(diǎn)評 本題主要考查了常見氣體的檢驗(yàn)和除雜的方法，以及根據(jù)元素的質(zhì)量比確定氣體的組成．本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，既有實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，又有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論的探究，綜合性比較強(qiáng)．