Question

已知木炭粉與某紅棕色粉末在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明紅棕色粉末中含有氧元素，并測(cè)定其中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，裝置如圖所示．
（1）實(shí)驗(yàn)前，首先要進(jìn)行的操作是______；
（2）實(shí)驗(yàn)中，盛放澄清石灰水的大試管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是______；
（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)�，其目的是______；
（4）尾氣中可能含有的一種有毒氣體是______；
（5）如果3.2g該紅棕色粉末與碳充分反應(yīng)，測(cè)得澄清石灰水增重1.32g，則該紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______寫出計(jì)算過程如下：．

Answer 1

解：（1）為避免管內(nèi)空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用性質(zhì)穩(wěn)定的氮?dú)獍压軆?nèi)空氣全部排出；
（2）在加熱條件下，炭粉與紅棕色粉末發(fā)生反應(yīng)生成的二氧化碳排出，被澄清石灰水吸收，可觀察到澄清石灰水變渾濁；
（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)�，可以防止空氣進(jìn)入，從而防止空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應(yīng)生成二氧化碳，影響對(duì)紅棕色粉末中氧的檢驗(yàn)與測(cè)定；而潮濕的氮?dú)庵械乃�分也�?huì)影響澄清石灰水質(zhì)量的變化，而使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而造成測(cè)定結(jié)果的誤差，所以通入純凈而干燥的氮?dú)猓?br/>（4）根據(jù)反應(yīng)物及題意：可能會(huì)有部分二氧化碳與碳反應(yīng)生成有毒的一氧化碳；
（5）測(cè)得石灰水增重1.32g，即充分反應(yīng)后生成二氧化碳質(zhì)量為1.32g；
生成的1.32g二氧化碳中氧元素質(zhì)量=1.32g××100%=0.96g
紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=30%
故答案為：
（1）通入氮?dú)猓�趕盡管內(nèi)空氣；
（2）澄清石灰水變渾濁；
（3）防止空氣中二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應(yīng)，氮?dú)庵械乃�分也�?huì)影響對(duì)生成二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定；
（4）一氧化碳；
（5）30%；
測(cè)得石灰水增重1.32g，即充分反應(yīng)后生成二氧化碳質(zhì)量為1.32g；
生成的1.32g二氧化碳中氧元素質(zhì)量=1.32g××100%=0.96g
紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=30%
分析：（1）加熱條件下木炭能與空氣中氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，空氣中含有的二氧化碳都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)對(duì)紅棕色粉末中氧元素的檢驗(yàn)與測(cè)定，實(shí)驗(yàn)前就要排盡管內(nèi)空氣；
（2）加熱時(shí)，炭粉與紅棕色粉末反應(yīng)可產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)�，是為了防止空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應(yīng)生成二氧化碳，影響對(duì)紅棕色粉末中氧的檢驗(yàn)與測(cè)定；而潮濕的氮?dú)庵械乃�分也�?huì)對(duì)測(cè)量生成二氧化碳的質(zhì)量造成影響；
（4）根據(jù)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，可能含有一氧化碳；
（5）澄清石灰水因吸收二氧化碳而增重，因此石灰水增重量即產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量；二氧化碳中氧元素全部來自紅棕色粉末，即二氧化碳中氧元素的質(zhì)量就是紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量；利用測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出氧元素質(zhì)量，氧元素質(zhì)量與紅棕色粉末的質(zhì)量比即為紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了氧化物與炭粉的反應(yīng)，要在理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒僮鞣椒ǖ幕�礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)進(jìn)行判斷；并通過變化中元素不變，由測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行氧化銅中氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算．