Question

某學(xué)生小組對過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)物中的氣體成分進行研究：

(1)設(shè)計方案：將一定量氧化鐵在隔絕氧氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng)，測定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

(2)操作步驟：①稱取3.2 g氧化鐵與2 g炭粉均勻混合，放入質(zhì)量為48.48 g的玻璃管中按下圖裝置連接。②加熱前先通一段時間純凈、干燥的氮氣。③夾緊T處彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水變渾濁。④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52.24 g。

(3)處理數(shù)據(jù)并回答問題：

①步驟②的目的是___________________________________________________。

②步驟③的現(xiàn)象說明__________________________________________________。

③經(jīng)計算，氣體產(chǎn)物中碳元素的質(zhì)量為__________g，氧元素的質(zhì)量為 _____________g。

④根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果得出氣體的成分是__________，理由是_________________________。

Answer 1

（3）①趕盡裝置中的空氣(或氧氣)  ②有二氧化碳生成  ③0.48  0.96  ④二氧化碳和一氧化碳  反應(yīng)后的氣體中碳、氧元素質(zhì)量比為1∶2，而純二氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為3∶8，一氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為3∶4，故產(chǎn)物中氣體成分為二氧化碳和一氧化碳

解析：③因炭粉過量，故Fe₂O₃全部被還原，其中的氧元素全部進入氣體產(chǎn)物中。

m(O)=3.2 g×=0.96g

m (氣體產(chǎn)物)=m(固體減少)=(3.2 g+2 g+48.48 g)-52.24 g=1.44 g

則m(C)=1.44 g-0.96 g=0.48 g。