Question

某學(xué)生研究性學(xué)習(xí)小組對一定量木炭粉與三氧化二鐵反應(yīng)產(chǎn)物中氣體成分進(jìn)行研究．
I：假設(shè)：該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是二氧化碳．
II：設(shè)計方案：將一定量三氧化鐵在隔絕氧氣的條件下與一定量木炭粉完全反應(yīng)，測定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比，計算出反應(yīng)產(chǎn)物中碳、氧原子的數(shù)目比．
III．研閱資料：氮氣不與碳、三氧化二鐵發(fā)生反應(yīng)，可用來隔絕氧氣．實驗室可以用飽和氯化銨（NH₄Cl）溶液和飽和亞硝酸鈉
（NaNO₂）溶液混合加熱反應(yīng)制得氮氣，產(chǎn)物中還有氯化鈉和水．
（1）寫出制取氮氣反應(yīng)的化學(xué)方程式______；
（2）該實驗裝置與實驗室制取下列氣體相同的是______（填標(biāo)號）；
A、用稀鹽酸和鋅反應(yīng)制H₂  B、用MnO₂和濃鹽酸加熱反應(yīng)制Cl₂ C、用KC1O₃與MnO₂共熱反應(yīng)制O₂
IV：實驗操作步驟、現(xiàn)象：
（1）實驗前要______；
（2）稱取3.2g三氧化二鐵與2.0g木炭粉均勻混合，放入質(zhì)量為48.48g的玻璃管中，按如圖所示裝置（必要的固定裝置和加熱裝置均已略去）進(jìn)行實驗．

（3）加熱前，選通一段時間純凈、干燥的氮氣．其目的是______；
（4）夾緊T處彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水變渾濁．該現(xiàn)象說明______；
（5）完全反應(yīng)后，冷卻至室溫，稱得玻璃管和固體的總質(zhì)量為52.24g；
V：數(shù)據(jù)處理：經(jīng)計算，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g；
VI：結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，得出原假設(shè)不成立．理由是______．

Answer 1

解：III（1）氯化銨（NH₄Cl）溶液和飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液混合加熱反應(yīng)生成氮氣，產(chǎn)物中還有氯化鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaNO₂+NH₄ClNaCl+2H₂O+N₂↑；
（2）該反應(yīng)需要加熱液體，故實驗裝置與實驗室用MnO₂和濃鹽酸加熱反應(yīng)制Cl₂ 的相同．
IV：（1）實驗前要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；
（3）通入氮氣的目的是：排盡裝置中的空氣，避免氧氣產(chǎn)生干擾．
（4）試管中的石灰水是用來檢驗二氧化碳的，加熱一段時間，澄清石灰水變渾濁，該現(xiàn)象說明木炭和氧化鐵反應(yīng)有二氧化碳?xì)怏w生成；
VI：結(jié)論：在數(shù)據(jù)處理中，題目告訴我們的信息是：經(jīng)計算，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g，兩元素的質(zhì)量比為0.48g：0.96g=1：2，而在二氧化碳中碳氧元素的質(zhì)量比為3：8，故不是純的二氧化碳?xì)怏w．
故答案為：III（1）NaNO₂+NH₄ClNaCl+2H₂O+N₂↑；
（2）B；
IV：（1）檢查裝置的氣密性；
（3）排盡裝置中的空氣，避免氧氣產(chǎn)生干擾．
（4）木炭和氧化鐵反應(yīng)有二氧化碳?xì)怏w生成；
VI：結(jié)論：經(jīng)計算，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g，兩元素的質(zhì)量比為0.48g：0.96g=1：2，而在二氧化碳中碳氧元素的質(zhì)量比為3：8，故不是純的二氧化碳?xì)怏w．
分析：III．研閱資料：（1）根據(jù)提供的反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇制取裝置；
IV：碳做還原劑時裝置中要隔絕空氣，避免碳發(fā)生燃燒，因此用氮氣把整個裝置內(nèi)的空氣排出去．檢驗二氧化碳時要用澄清的石灰水．
VI：結(jié)論：根據(jù)數(shù)據(jù)處理，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g，氧元素質(zhì)量為0.96g，本實驗中碳氧兩元素的質(zhì)量比為0.48g：0.96g=1：2，原假設(shè)不成立．
點評：本考點屬于實驗探究題，既有實驗方法和過程的探究，又有實驗數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論的探究，綜合性比較強．要記住單質(zhì)碳的可燃性和還原性，希望同學(xué)們認(rèn)真分析，綜合掌握．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．