Question

1．某学生小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究．
（1）假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳．
（2）设计方案：将一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定生成气体中碳元素与氧元素的质量比．
（3）查阅资料：氮气不与碳、氧化铁产生反应，可用来隔绝氧气．
（4）实验：

操作步骤及实验现象	简答
①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上图装置连接	写出装置中编号仪器的名称： A铁架台，B试管
②加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气	其目的是赶尽装置中的空气（或氧气）
③夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊	该现象说明有CO2生成
④待氧化铁完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g

（5）数据处理：生成气体中的碳元素与氧元素的质量比1：2．
（6）结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是实验所得碳、氧元素质量比与CO₂中碳、氧元素质量比不相符．
（7）用你学过的化学知识解释上述实验所得的结论：所的气体是CO和CO₂．．

Answer 1

分析 （4）①铁架台是用来支撑和固定仪器进行加热等实验操作的，试管少量试剂的反应装置，根据常见的仪器对照解答．
②一氧化碳具有可燃性，可燃性的气体和助燃性气体点燃会发生爆炸，
③二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊，
（6）根据二氧化碳中的碳氧质量比和题中的碳氧质量比进行比较解答．
（7）根据

解答 解：（4）①A在这里主要支持直玻璃管进行加热反应的，B主要用来检验混合气和澄清石灰水反应的，故答案为：铁架台，试管；
②一氧化碳和氧气混合在点燃的条件下，可能发生爆炸，故答案为：赶尽装置中的空气（或氧气）；
③澄清石灰水可以检验二氧化碳的存在，故答案为：有CO₂生成；
（5）根据质量守恒定律可知：实验产物中气体质量为：（48.48g+3.20g+2.00g）-52.24 g=1.44 g，
根据氧化铁的质量可计算出氧化铁中氧元素的质量为：3.2g×$\frac{16×3}{16×3+56×2}$=0.96g，
则碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量为：1.44g-0.96g=0.48g，
生成气体中的碳元素与氧元素的质量比.48g：0.96g=1：2；
（6）在二氧化碳中，碳氧元素的质量比为：3：8，而本题中的碳氧元素的质量比是：1：2，所以假设不成立，故答案为：实验所得碳、氧元素质量比与CO₂中碳、氧元素质量比不相符．
（7）根据参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g，则反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比=$\frac{0.48g}{12}：\frac{0.96g}{16}$=2：3，则所的气体是CO和CO₂．
答案：
（4）

操作步骤及实验现象	简答
①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上图装置连接	写出装置中编号仪器的名称： A 铁架台，B 试管
②加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气	其目的是 赶尽装置中的空气（或氧气）
③夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊	该现象说明 有CO2生成
④待氧化铁完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g

（5）1：2；
（6）实验所得碳、氧元素质量比与CO₂中碳、氧元素质量比不相符．
（7）所的气体是CO和CO₂．

点评 本题主要考查了常见气体的检验和除杂的方法，以及根据元素的质量比确定气体的组成．本题属于实验探究题，既有实验方法和过程的探究，又有实验数据的分析和结论的探究，综合性比较强．