某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行研究.
(1)提出假設(shè) ①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO
2.②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO.③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是
.
(2)設(shè)計(jì)方案 如圖所示,將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng),測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比.
(3)查閱資料 氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng).實(shí)驗(yàn)室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO
2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú),同時(shí)生成食鹽和一種常見液體.請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
.
(4)實(shí)驗(yàn)步驟 ①按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;②加熱前,先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú);③停止通入N
2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時(shí)間,澄清石灰水(足量)變渾濁;④待反應(yīng)結(jié)束,再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的氮?dú)猓鋮s至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.4g;⑤過濾出石灰水中的沉淀,洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g.步驟②、④中都分別通入N
2,其作用分別為
,
.
(5)數(shù)據(jù)處理 試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,寫出該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
.
(6)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化 學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善.
①甲同學(xué)認(rèn)為:應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)
2溶液,其理由是
、
.
②從環(huán)境保護(hù)的角度,請(qǐng)你再提出一個(gè)優(yōu)化方案:
.