Question

19．某學生小組對過量碳粉跟氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)物中氣體的成分進行研究．
【假設(shè)】：該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是二氧化碳．
【設(shè)計方案】：將一定量氧化鐵在隔離氧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．
【實驗操作】：稱取3.20克氧化鐵與2.00克炭粉均勻混和，放入重48.48克的玻璃管中高溫加熱．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．
【數(shù)據(jù)處理】：
（1）計算反應(yīng)后氣體產(chǎn)物中碳元素質(zhì)量為0.48克，氧元素質(zhì)量為0.96克．
（2）結(jié)論：通過對以上數(shù)據(jù)的進一步計算，CO₂中碳、氧元素質(zhì)量比，用這個計算結(jié)果可得出結(jié)論，原假設(shè)不能成立．

Answer 1

分析 本題屬于實驗探究題，單質(zhì)碳的化學性質(zhì)有兩個：可燃性和還原性，本題考查了單質(zhì)碳的還原性．碳做還原劑時裝置中要隔絕空氣，避免碳發(fā)生燃燒，因此用氮氣把整個裝置內(nèi)的空氣排出去．裝置中各個儀器的名稱要記牢，檢驗二氧化碳時要用澄清的石灰水．根據(jù)數(shù)據(jù)處理，可計算參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量和氧元素質(zhì)量；根據(jù)二氧化碳中的碳氧質(zhì)量比和題中的碳氧質(zhì)量比進行比較解答．

解答 解：
在數(shù)據(jù)處理中，根據(jù)題目告訴我們的信息，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，實驗產(chǎn)物中的氣體質(zhì)量為3.2g+2g+48.48g-52.24g=1.44g；
根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可計算出氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為3.2g×$\frac{16×3}{56×2+16×3}$×100%=0.96g；
根據(jù)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；
故參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g，兩元素的質(zhì)量比為0.48g：0.96g=1：2，而在二氧化碳中碳氧元素的質(zhì)量比為12：（16×2）═3：8，故不是純的二氧化碳氣體．
故答案為：0.48；0.96；CO₂中碳、氧元素質(zhì)量比．

點評 本考點屬于實驗探究題，既有實驗方法和過程的探究，又有實驗數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論的探究，綜合性比較強．要記住單質(zhì)碳的可燃性和還原性，希望同學們認真分析，綜合掌握．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．