Question

【題目】某化學興趣小組的同學探究過量的炭粉與Fe2O3在高溫條件下反應的氣體產物成分。探究過程如下:

（提出假設）氣體產物是CO2。

（查閱資料）①氮氣不能與炭粉及Fe2O3反應。

②高溫下可以發(fā)生下列反應:

（設計方案）將一定量Fe2O3在隔絕空氣的環(huán)境下與過量炭粉充分反應，用實驗中測得的有關物質的質量，進行分析、判斷。

（進行實驗）用如圖所示裝置進行實驗。首先稱得玻璃管C的質量為48.48 g，再稱取2.40 g Fe2O3和1.50 g炭粉，加到玻璃管C中。連接好裝置，通一段時間氮氣，再夾緊彈簧夾T，點燃酒精噴燈加熱。待玻璃管C中固體質量不再變化時，稱得玻璃管C與殘留固體共51.30 g。

（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氣的目的是___________。

（3）尾氣處理的方法是___________。

（4）若Fe2O3與炭粉反應的氣體產物全部是CO2. 求2.40 g Fe2O3完全反應時生成CO2的質量________。(寫出計算過程)

（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算，實驗中實際獲得氣體質量為________。

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

Answer 1

【答案】獲取反應所需的高溫條件 排出試管中空氣（氧氣），防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應 點燃或者收集 0.99g 1.08g 不能 生成的氣體質量為1.08 g，大于0.99 g，故氣體產物不完全為CO2，實際是CO2和CO的混合物

【解析】

炭粉和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳，由質量守恒定律可知，反應物的總質量等于生成物的總質量，減少的為生成的氣體的質量。

（1）炭粉和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳，可知選酒精噴燈是為了獲得高溫，故用酒精噴燈而不用酒精燈的目的是獲取反應所需的高溫條件。

（2）反應物中碳可以在加熱條件下可以和空氣中的氧氣發(fā)生反應生成二氧化碳，影響實驗結果，故加熱前先通一段時間氮氣的目的是清除試管中空氣（氧氣），防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應。

（3）碳不完全燃燒生成一氧化碳，一氧化碳在氧氣中點燃生成二氧化碳，故尾氣處理的方法是點燃除去。

（4）設2.40 g Fe2O3完全反應時生成CO2的質量為x

故2.40 g Fe2O3完全反應時生成CO2的質量為0.99g。

（5）根據(jù)質量守恒定律可知：實驗產物中實際生成的氣體質量為。

（6）生成的氣體質量為1.08 g，大于0.99 g，故氣體產物不完全為CO2，實際是CO2和CO的混合物，原假設不能成立。