Question

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（查阅资料：①氮气不与碳、氧化铁发生反应；②氢氧化钡易溶于水，氢氧化钙微溶于水。）

（1）[提出假设]①该反应的气体产物是CO_2  ；②该反应的气体产物是CO；
③该反应的气体产物是               ；
（2）[设计方案]如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应。
（3）[实验步骤]①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气，目的是                    ；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间氮气目的是                      ，冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.4g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
（4）[数据处理]根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
                                                            ；
（5）[实验优化]A. 甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）₂溶液，其理由是：
①                                                      ；
②钡的相对原子质量较大，生成的沉淀质量较大，称量时误差较小；
B. 乙同学从环境保护的角度，提出一个优化方案是：                  。

Answer 1

（1）③CO₂和CO； （3）②排尽装置中的空气； ④使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收；
（4）Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑
（5）A．①氢氧化钡易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳 ； B．点燃或收集尾气

解析试题分析：（1）①该反应的气体产物是CO₂．②该反应的气体产物是CO．③该反应的气体产物是二氧化碳和一氧化碳；（3）步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为：排尽装置中的空气；使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收；（4）根据实验数据分析可知，该实验中氧化铁与碳发生反应生成了铁、一氧化碳和二氧化碳；化学方程式是：Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑；（5）①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）₂溶液，其理由是氢氧化钡易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳；B．尾气扩散到空气中会污染环境.
考点：碳的化学性质；常见气体的检验与除杂方法；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式