Question

李红在查阅资料是发现CO₂+C2CO，于是她对过量木炭和氧化铁在高温条件下，最终产生的气体是什么产生兴趣，决定进行探究．请回答有关问题：
[提出问题]过量木炭和氧化铁反应产生的气体是什么呢？
[猜想和假设]猜想①：可能是CO₂；猜想②：可能是CO；猜想③：______．
[实验方案与现象]将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊．
[结论]猜想①正确．
[反思与评价]小雨不同意李红的观点，理由是______．于是小雨进行如下的实验以验证猜想：
①称取3.2g的氧化铁与2g木炭均匀混合，放进18.48g的试管中，加热．
②完全反应后，冷却至室温，称得试管和固体的总质量为22.24g
③往试管中加入足量稀盐酸，然后过滤，洗涤，烘干，称量，得到1.52g黑色粉末．
[数据处理]：参加反应的碳元素的质量为______，氧元素质量为______．
[得到结论]：根据数据处理结果，得到原猜想③成立，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：探究实验的步骤：提出问题、猜想与假设、设计方案、实验结论、反思与评价、拓展与交流．
【假设和猜想】木炭粉与氧化铁反应生成的气体有三种可能：①二氧化碳；②一氧化碳；③二氧化碳和一氧化碳；
【反思与评价】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
【数据处理】根据质量守恒定律来计算碳元素和氧元素的质量；
【得到结论】根据数据处理结果，求出碳氧原子个数比，进而得出结论．
解答：解：【假设和猜想】因为2CuO+C 2Cu+CO₂↑，CO₂+C2CO，木炭还原氧化铁产生什么气体应可能有：
①CO；②CO₂；③CO和CO₂三种情况；
【反思与评价】猜想1和猜想3都能使澄清石灰水变浑浊，所以澄清石灰水变浑浊，不一定是猜想1的结论；
【数据处理】②完全反应后，冷却至室温，称得试管和固体的总质量为22.24g，
损失的质量是气体（含C元素和O元素）：3.2+2+18.48-22.24=1.44g，
③加入足量稀盐酸后得到1.52g黑色粉末，为剩余的C，损失的C（在气体中）为2-1.52=0.48g，
所以气体中氧元素的质量为1.44g-0.48g=0.96g，
所以参加反应的碳元素的质量为0.48g，氧元素质量为0.96g．
【得到结论】根据数据处理结果，得到原猜想③成立，理由是气体中的C原子和O原子个数比为：
（0.48/12）：（0.96/16）=1：1.5
若是纯CO，应该是1：1．纯CO₂应该是1：2、现在为1：1.5．说明应该是混合气体CO和CO₂．
故答案为：【假设和猜想】可能是CO₂和CO的混合气体；
【反思与评价】猜想1和猜想3都能使澄清石灰水变浑浊；
【数据处理】]0.48g，0.96g；
【得到结论】气体中的C：O原子个数比为（0.48/12）：（0.96/16）=1：1.5
若是纯CO，应该是1：1．纯CO₂应该是1：2、现在为1：1.5．说明应该是混合气体CO和CO₂．
点评：本题考查了如何探究物质的性质和变化规律，掌握反应现象与本质的联系；学会利用猜想和实验验证的方法，进行探究物质的组成成分以及含量，并且掌握一氧化碳和二氧化碳的化学性质．