Question

【题目】某化学兴趣小组的同学探究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下:

（提出假设）气体产物是CO2。

（查阅资料）①氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。

②高温下可以发生下列反应:

（设计方案）将一定量Fe2O3在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应，用实验中测得的有关物质的质量，进行分析、判断。

（进行实验）用如图所示装置进行实验。首先称得玻璃管C的质量为48.48 g，再称取2.40 g Fe2O3和1.50 g炭粉，加到玻璃管C中。连接好装置，通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热。待玻璃管C中固体质量不再变化时，称得玻璃管C与残留固体共51.30 g。

（问题分析）

（1）用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是___________。

（2）加热前先通一段时间氮气的目的是___________。

（3）尾气处理的方法是___________。

（4）若Fe2O3与炭粉反应的气体产物全部是CO2. 求2.40 g Fe2O3完全反应时生成CO2的质量________。(写出计算过程)

（5）根据实验数据计算，实验中实际获得气体质量为________。

（6）结论:原假设_________(填“能”或“不能”)成立，理由是__________。

Answer 1

【答案】获取反应所需的高温条件 排出试管中空气（氧气），防止炭粉与空气中氧气发生反应 点燃或者收集 0.99g 1.08g 不能 生成的气体质量为1.08 g，大于0.99 g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和CO的混合物

【解析】

炭粉和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，由质量守恒定律可知，反应物的总质量等于生成物的总质量，减少的为生成的气体的质量。

（1）炭粉和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，可知选酒精喷灯是为了获得高温，故用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是获取反应所需的高温条件。

（2）反应物中碳可以在加热条件下可以和空气中的氧气发生反应生成二氧化碳，影响实验结果，故加热前先通一段时间氮气的目的是清除试管中空气（氧气），防止炭粉与空气中氧气发生反应。

（3）碳不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，故尾气处理的方法是点燃除去。

（4）设2.40 g Fe2O3完全反应时生成CO2的质量为x

故2.40 g Fe2O3完全反应时生成CO2的质量为0.99g。

（5）根据质量守恒定律可知：实验产物中实际生成的气体质量为。

（6）生成的气体质量为1.08 g，大于0.99 g，故气体产物不完全为CO2，实际是CO2和CO的混合物，原假设不能成立。