Question

某學習小組對炭粉與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)物中氣體的成分進行研究。

（1）提出假設(shè)：該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是二氧化碳（CO₂）。

（2）設(shè)計方案：將一定量的氧化鐵與炭粉的混合物在隔絕氧氣的條件下完全反應(yīng)（如下圖），測定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

實驗裝置

（3）查閱資料：N₂不與炭粉以及氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，可用于隔絕氧氣進行反應(yīng)。

（4）實驗操作：

①稱取5.2 g氧化鐵與炭粉的混合粉末，放入48.48 g的玻璃管中，按上圖連接后必不可少的實驗操作為___________________________________________________。

②加熱前，先通一段時間純凈、干燥的氮氣，其目的是_____________________________。

③夾緊T處彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水變渾濁，該現(xiàn)象說明_____________________。

④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52.24克。

（5）數(shù)據(jù)處理：經(jīng)計算，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48克，氧元素質(zhì)量為0.96克。

（6）得出結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，反應(yīng)生成的氣體為CO和CO₂，而且同條件下體積比為1∶1，原假設(shè)不成立，理由為__________________________________________________。

（7）該實驗反應(yīng)的化學方程式為_________________________________________________。

Answer 1

（4）①檢查裝置氣密性  ②排盡裝置中的空氣（或氧氣）  ③有二氧化碳氣體生成

（6）C、O質(zhì)量比為0.48∶0.96=1∶2，與二氧化碳中C和O質(zhì)量比3∶8不符

（7）2C+Fe₂O₃2Fe+CO↑+CO₂↑

解析:

根據(jù)題意，本實驗為一定量實驗，其原理是將一定量Fe₂O₃和C的混合物在用N₂隔絕氧氣的條件下完全反應(yīng)，測參加反應(yīng)的C元素和O元素的質(zhì)量比，判斷反應(yīng)產(chǎn)物是否全是CO₂。因此反應(yīng)裝置必須氣密性好。

參加反應(yīng)的C元素質(zhì)量為0.48 g，物質(zhì)的量為0.04 mol，O元素的質(zhì)量為0.96 g，物質(zhì)的量為0.06 mol，生成的碳氧化物中C、O物質(zhì)的量之比為2∶3,則，即CO、CO₂的物質(zhì)的量比為1∶1，因此原假設(shè)不成立。該實驗反應(yīng)的化學方程式為2C+Fe₂O₃2Fe+CO↑+CO₂↑。