Question

某研究性學(xué)習(xí)小組對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)�、僭摲磻�(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂．②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（NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)猓�同時(shí)生成食鹽和一種常見液體．請寫出該反應(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N₂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�冷卻至室溫，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N₂，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，請你再提出一個(gè)優(yōu)化方案：______．

Answer 1

解：（1）①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂．②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO．③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是二氧化碳和一氧化碳．
故填：CO₂、CO．
（3）氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應(yīng)時(shí)，能生成氮?dú)�、氯化鈉和水，化學(xué)方程式為：NaNO₂+NH₄ClN₂↑+NaCl+2H₂0．

故填：NaNO₂+NH₄ClN₂↑+NaCl+2H₂0．

（4）步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為：排盡裝置中的空氣，使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收．
故填：排盡裝置中的空氣；使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收．

（5）生成氣體的質(zhì)量為：3.20g+2.00g+48.48g-52.4g=1.28g，

設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為X，

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，
44 100
X 2.00g



X=0.88g，

生成氣體的質(zhì)量與二氧化碳的質(zhì)量之差就是生成的一氧化碳的質(zhì)量，一氧化碳的質(zhì)量為：1.28g-0.88g=0.4g；

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)生成鐵、一氧化碳和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑．

故填：Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑．

（6）①甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將澄清石灰水換成Ba（OH）₂溶液，其理由是氫氧化鋇易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳．
故填：氫氧化鋇易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳．

②從環(huán)境保護(hù)的角度，應(yīng)該對尾氣進(jìn)行處理，方法是點(diǎn)燃或收集尾氣．

故填：點(diǎn)燃或收集尾氣．
分析：（1）反應(yīng)產(chǎn)物可能是二氧化碳或一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式；
（4）空氣中含有二氧化碳；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)生成了鐵、一氧化碳和二氧化碳；
（6）氫氧化鋇比氫氧化鈣更易溶于水，尾氣擴(kuò)散到空氣中會污染環(huán)境．
點(diǎn)評：化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是化學(xué)實(shí)驗(yàn)最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，并有助于提高觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?