(2009?泰安模擬)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.
(2)設(shè)計方案: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:氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng).實驗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)制得氮氣.請寫出該反應(yīng)的離子方程式
NH4++NO2-=N2↑+2H2O
NH4++NO2-=N2↑+2H2O
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(4)實驗操作及實驗現(xiàn)象:
①按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵與2.00g炭粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;
②加熱前,先通一段時間純凈干燥的氮氣;
③停止通入N
2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時間,澄清石灰水變渾濁;
④待反應(yīng)結(jié)束,再通一段時間的氮氣,然后冷卻至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g.
(5)數(shù)據(jù)處理:經(jīng)計算,參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g,氧元素質(zhì)量為0.96g.得出原假設(shè)不成立,理由是
反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為2:3,與二氧化碳中碳、氧原子的物質(zhì)的量比不相符
反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為2:3,與二氧化碳中碳、氧原子的物質(zhì)的量比不相符
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(6)得出結(jié)論:根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果判斷,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是,該實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CO和CO
2;2C+Fe
2O
32Fe+CO↑+CO
2↑
CO和CO
2;2C+Fe
2O
32Fe+CO↑+CO
2↑
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(7)實驗優(yōu)化:根據(jù)實驗得出的結(jié)論應(yīng)對該實驗裝置進一步完善,請你從下圖所示裝置中選取必要裝置,對實驗加以改進
在原裝置最后連接上C裝置
在原裝置最后連接上C裝置
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