Question

已知木炭粉（假设木炭粉中不含其他杂质）和Fe₂O₃，在加热条件下发生化学反应，兴趣小组同学对该实验进行如下探究．
I  生成固体组成分析
（1）实验过程中可以观察到有黑色固体生成，小亮认为生成了铁粉，但小灵却有不同看法，理由是______．
（2）为进一步确定黑色固体成分，小欢将生成的固体溶于足量稀硫酸，发现有大量气泡产生，若同时出现______的现象，则生成的黑色固体全部是铁．
Ⅱ生成气体成分分析
提出假设：生成气体的可能组成有三种：
假设1：生成气体是二氧化碳；
假设2：生成气体是一氧化碳；
假设3：生成气体是______．
设计实验：为确定生成气体的组成，小组同学设计实验装置如图．
（1）实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，分析不通入空气的主要理由是______填序号）．
A．空气中的二氧化碳会使石灰水变浑浊
B．空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果
C．空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果
（2）定性研究：若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊，则证明反应生成的气体中
一定含有______．
（3）定量研究：现准确称取16.0g氧化铁与2.4g木炭粉混合，在上述装置中完全反应．测得剩余固体质量为11.2g，且能完全溶于稀盐酸．
实验结论：处理上述实验数据后可知，假设______正确．

Answer 1

【答案】分析：黑色固体有碳粉、铁粉、四氧化三铁等，将生成的固体溶于足量稀硫酸，发现有大量气泡产生，若同时出现固体全部溶解，则生成的黑色固体全部是铁．生成的气体可能是：二氧化碳、一氧化碳或CO和CO₂的混合物；实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，分析不通入空气的主要理由是：空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果；空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果．若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊，则证明反应生成的气体中一定含有二氧化碳；定量研究：反应的氧元素的质量=16.0g-11.2g=4.8g，2.4g碳全部生成二氧化碳需要氧气6.4g，全部生成一氧化碳生成需要氧气3.2g，而本题中3.2g＜4.8g＜6.4g，因此生成的气体是CO和CO₂的混合物．
解答：解：I． 黑色固体有碳粉、铁粉、四氧化三铁等，将生成的固体溶于足量稀硫酸，发现有大量气泡产生，若同时出现固体全部溶解，则生成的黑色固体全部是铁．故答案为：（1）有木炭粉剩余或生成四氧化三铁均为黑色 （2）固体全部溶解
Ⅱ． 生成的气体可能是：二氧化碳、一氧化碳或CO和CO₂的混合物；实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，分析不通入空气的主要理由是：空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果；空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果．若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊，则证明反应生成的气体中一定含有二氧化碳；定量研究：反应的氧元素的质量=16.0g-11.2g=4.8g，2.4g碳全部生成二氧化碳需要氧气6.4g，全部生成一氧化碳生成需要氧气3.2g，而本题中3.2g＜4.8g＜6.4g，因此生成的气体是CO和CO₂的混合物，假设3正确．故答案为：CO和CO₂的混合物；（1）BC   （2）CO₂      （3）3
点评：本考点属于实验探究题，有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．本考点主要出现在实验题中．