Question

某化學興趣小組的學生研究過量的炭粉與Fe₂O₃在高溫條件下反應的氣體產(chǎn)物成分．探究過程如下：
（1）提出假設：氣體產(chǎn)物全部是C0₂．
（2）查閱資料：a．氮氣不能與炭粉及Fe₂O₃反應b．高溫下可以發(fā)生下列反應：2Fe₂0₃+3C

高溫  .

4Fe+3CO₂↑  C+C0₂

高溫  .

2CO
（3）設計方案：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．用實驗中實際測得產(chǎn)生氣體的質(zhì)量，與理論計算得到的CO₂的質(zhì)量進行比較．
（4）實驗裝置：如圖所示．

（5）實驗操作：
①稱量：反應前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．反應后玻璃管與殘留固體共52.24g．
②加熱前先通一段時間氮氣，再夾緊彈簧夾T，點燃酒精噴燈加熱．
（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氣的目的是

 

．
③理論計算：若氧化鐵與炭粉反應的氣體產(chǎn)物全部是C0₂，求3.20g氧化鐵完全反應時生成CO₂的質(zhì)量．
④根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算實驗中實際獲得氣體的質(zhì)量．
（7）結論：（要求簡述獲得結論的理由）

Answer 1

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

解答：解：（6）①根據(jù)反應2Fe₂0₃+3C

高溫  .

4Fe+3CO₂↑  C+C0₂

高溫  .

2CO的反應條件為高溫，可知選酒精噴燈是為了獲得高溫．
故答案為：獲得高溫
②因為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，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
③設3.20gFe₂O₃與炭粉發(fā)生反應生成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氧化鐵完全反應時生成CO₂的質(zhì)量為1.32克
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：實驗產(chǎn)物中氣體質(zhì)量為（48.48g+3.20g+2.00g）-52.24 g=1.44 g
答：實驗中實際獲得氣體的質(zhì)量為1.44克．
（7）因為生成的氣體質(zhì)量為1.44 g，大于1.32 g，故氣體產(chǎn)物不完全為CO₂，實際是C0₂和C0的混合物，原假設不能成立．

點評：本題主要是以實驗探究兼計算題的形式，給出有關的信息提示和相關數(shù)據(jù)，讓學生通過實驗探究，及根據(jù)有關的化學方程式和該物質(zhì)的組成成分，進行綜合計算和判斷．