Question

某化學(xué)興趣小組的學(xué)生研究過量的炭粉與Fe₂O₃在高溫條件下反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分．探究過程如下：
（1）提出假設(shè)：氣體產(chǎn)物全部是C0₂．
（2）查閱資料：a．氮?dú)獠荒芘c炭粉及Fe₂O₃反應(yīng)．
b．高溫下可以發(fā)生下列反應(yīng)：2Fe₂O₃+3C

高溫  .

4Fe+3CO₂↑  C+CO₂

高溫  .

2CO
（3）設(shè)計(jì)方案：將一定量氧化鐵在隔絕空氣的環(huán)境下與過量炭粉充分反應(yīng)．用實(shí)驗(yàn)中實(shí)際測得產(chǎn)生氣體的質(zhì)量，與理論計(jì)算得到的CO₂的質(zhì)量進(jìn)行比較．
（4）實(shí)驗(yàn)裝置：如右圖所示．
（5）實(shí)驗(yàn)操作：
①稱量：反應(yīng)前Fe₂O₃的質(zhì)量3.20g；炭
粉的質(zhì)量2.00g；玻璃管C的質(zhì)量48.48g．
反應(yīng)后玻璃管與殘留固體共52.24g．
②加熱前先通一段時間氮?dú)�，再夾緊彈簧
夾T，點(diǎn)燃酒精噴燈加熱．
（6）問題分析：①用酒精噴燈而不用酒精燈的目的是

 

．
②加熱前先通一段時間氮?dú)獾哪康氖?div id="z9795j7" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
③理論計(jì)算：若氧化鐵與炭粉反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是C0₂，求3.20g氧化鐵完全反應(yīng)時生成CO₂的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中實(shí)際獲得氣體的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）
（7）結(jié)論：原假設(shè)

 

（能、不能）成立，理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,碳的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：（6）①根據(jù)題中所給化學(xué)方程式所需的條件進(jìn)行分析使用酒精噴燈的原因．
②根據(jù)反應(yīng)物與裝置中空氣的反應(yīng)進(jìn)行分析．
③可直接根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行求解．
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)后獲得氣體的質(zhì)量為前后玻璃管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量之差．
（7）根據(jù)③問計(jì)算的二氧化碳的質(zhì)量和④問計(jì)算所得的氣體的質(zhì)量大小進(jìn)行分析解答．

解答：解：（6）①根據(jù)反應(yīng)2Fe₂0₃+3C

高溫  .

4Fe+3CO₂↑  C+C0₂

高溫  .

2CO的反應(yīng)條件為高溫，可知選酒精噴燈是為了獲得高溫．
故答案為：獲取反應(yīng)所需的高溫條件；
②因?yàn)榉磻?yīng)物中碳可以在加熱條件下可以和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以目的就是清除試管中的空氣．
故答案為：清除試管中空氣（氧氣），防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)；
③設(shè)3.20gFe₂O₃與炭粉發(fā)生反應(yīng)生成C0₂的質(zhì)量為x
2Fe₂0₃+3C

高溫  .

4Fe+3C0₂↑
320                132
3.2 g               x

320

3.2g

=

132

x

解之得：x=1.32g
答：3.20g氧化鐵完全反應(yīng)時生成CO₂的質(zhì)量為1.32g；
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中氣體質(zhì)量為（48.48g+3.20g+2.00g）-52.24 g=1.44g；
答：實(shí)驗(yàn)中實(shí)際獲得氣體的質(zhì)量為1.44g．
（7）因?yàn)樯�成的氣體質(zhì)量為1.44 g，大于1.32 g，故氣體產(chǎn)物不完全為CO₂，實(shí)際是C0₂和C0的混合物，原假設(shè)不能成立．
故答案為：不能；因?yàn)樯�成的氣體質(zhì)量為1.44 g，大于1.32 g，故氣體產(chǎn)物不完全為CO₂，實(shí)際是C0₂和C0的混合物，原假設(shè)不能成立（其他合理答案亦可給分）．

點(diǎn)評：本題主要是以實(shí)驗(yàn)探究兼計(jì)算題的形式，給出有關(guān)的信息提示和相關(guān)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，及根據(jù)有關(guān)的化學(xué)方程式和該物質(zhì)的組成成分，進(jìn)行綜合計(jì)算和判斷．