Question

某化學(xué)興趣小組對過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)物中氣體的成分進(jìn)行研究。

    (1)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：將一定量氧化鐵在隔絕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。

    (3)查閱資料：氮氣不與炭、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，可用來隔絕氧氣。

    (4)實驗：

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

    (6)結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，得出原假設(shè)不成立，理由是                       。

Answer 1

解析：本題為研究性實驗題。設(shè)計的實驗裝置中有空氣存在時，其中的氧氣可與炭粉及反應(yīng)生成的鐵發(fā)生反應(yīng)，而影響測定結(jié)果，故加熱前先通入N₂排盡裝置中的空氣。當(dāng)澄清石灰水變渾濁時說明開始反應(yīng)產(chǎn)生了CO₂氣體。

  

    n(C)==0.17mol，由2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑，可知炭過量，參加反應(yīng)的氧元素為m(O)=0.02mol×3×16g·mol^-1=0.96g，碳的質(zhì)量為m(C)=n(Fe₂O₃)×M(C)=×0.02mol×12g·mol^-1=0.36g。

    參加反應(yīng)的碳氧總質(zhì)量為0.96g+0.36g=1.32g，而實際混合物損失質(zhì)量為3.2g+2g+48.48g-52.24g=1.44g＞1.32g，說明氣體產(chǎn)物不全是CO₂(可能還生成CO等氣體)，原假設(shè)不成立。

答案：(4)①鐵架臺  試管

    ②排除裝置中的空氣，防止O₂與炭粉及生成的鐵反應(yīng)

    ③炭粉與Fe₂O₃反應(yīng)產(chǎn)生了CO₂氣體

    (5)0.36  0.96

    (6)理論上生成CO₂的質(zhì)量小于實際減少的質(zhì)量