Question

某研究性學(xué)習(xí) 小組對(duì)過(guò)量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行研究。
（1）提出假設(shè) 
①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂。 ②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO。 ③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是_____________。
設(shè)計(jì)方案  
如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過(guò)量炭粉完全反應(yīng)，測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

（2）查閱資料
氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)狻?
①請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式____________________。
②該實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體相同的是________（填標(biāo)號(hào)）；
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KClO₃與MnO₂共熱反應(yīng)制O₂
（3）實(shí)驗(yàn)步驟
① 按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱(chēng)取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中；
②加熱前，先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú)猓?
③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時(shí)間，澄清石灰水（足量）變渾濁；
④待反應(yīng)結(jié)束，再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的氮?dú)�。冷卻至室溫，稱(chēng)得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g；
⑤過(guò)濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱(chēng)得質(zhì)量為2.00g。
步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為_(kāi)_______。
（4）數(shù)據(jù)處理試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
________________________。
（5）實(shí)驗(yàn)優(yōu)化  
學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善。
①甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)₂溶液，其理由是________________。
②從環(huán)境保護(hù)的角度，請(qǐng)你再提出一個(gè)優(yōu)化方案將此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善：________。

Answer 1

（1）CO₂、CO的混合物
（2）NH₄⁺+NO₂^-== N₂↑+2H₂O；B
（3）步驟②中是為了排盡空氣；步驟④是為了趕出所有的CO₂，確保完全吸收
（4）2C+Fe₂O₃2Fe+CO↑+CO₂↑
（5）①Ba(OH)₂溶解度大，濃度大，使CO₂被吸收的更完全；M(BaCO₃)＞M(CaCO₃)，稱(chēng)量時(shí)相對(duì)誤差�。虎谠谖矚獬隹谔幖右稽c(diǎn)燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置