Question

16．某學習小組對炭粉與氧化銅高溫反應產(chǎn)物中氣體的成分進行研究．
【猜想】①氣體產(chǎn)物全部是CO₂②氣體產(chǎn)物全部是CO   ③氣體產(chǎn)物是CO₂和CO的混合物．
【設(shè)計方案】將一定量氧化銅在隔絕氧氣的條件下與過量炭粉充分反應．通過參加反應的碳元素與氧元素的質(zhì)量比對產(chǎn)物中氣體成分進行研究（提示：二氧化碳與一氧化碳中碳元素與氧元素的質(zhì)量比分別為3：8和3：4）．
【查閱資料】氮氣不與碳、氧化銅發(fā)生反應，可用來隔絕氧氣．
【實驗】

操作步驟及實驗現(xiàn)象	簡答
①稱取8g氧化銅與2g炭粉均勻混合，放入重48.4g的玻璃管中，按上圖裝置連接	/
②加熱前，先通一段時間純凈、干燥的氮氣	其目的是排除玻璃管內(nèi)空氣對實驗的干擾；
③夾緊T處彈簧夾，加熱一段時間后，澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水變渾濁的化學方程式為： CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
④完全反應后，冷卻至室溫，稱得玻璃管和固體的總質(zhì)量為56.0g	/

【數(shù)據(jù)處理】
依據(jù)題目所給數(shù)據(jù)和質(zhì)量守恒定律可得：反應生成的氣體質(zhì)量為2.4g；因氧化銅全部參加反應，氣體中的氧元素為1.6g，則氣體中碳元素的質(zhì)量為0.8g；
【結(jié)論】根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，得出猜想③成立．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應前后元素的種類不變可以猜想反應后得產(chǎn)物；
【實驗】根據(jù)碳能與氧氣反應分析通入氮氣的目的，根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈣的反應寫出反應的化學方程式
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應前后元素的質(zhì)量不變結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)可以判斷生成的組成．

解答 解：【猜想】由質(zhì)量守恒定律反應前后元素的種類不變，再一種情況是CO₂和CO的混合物；
【實驗】由于碳能與空氣重工的氧氣反應生成了二氧化碳．所以，先通入氮氣能排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止對實驗造成干擾，目的是：排除玻璃管內(nèi)空氣對實驗的干擾；
二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
【數(shù)據(jù)處理】由于碳與氧化銅反應生成了銅和二氧化碳氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得反應生成的氣體質(zhì)量為：48.4g+2g+8g-56.0g=2.4g．由題意可知，氣體中的氧元素為1.6g，則氣體中碳元素的質(zhì)量為：2.4g-1.6g=0.8g．由于一氧化碳中碳元素和氧元素的質(zhì)量比為：12：16．二氧化碳中碳元素和氧元素的質(zhì)量比為：12：32．都不是0.8g：1.6g=1：2．所以氣體是一氧化碳和二氧化碳的混合物．
【結(jié)論】由上述計算分析可知，猜想③成立．
故答案為：【猜想】CO₂和CO的混合物
【實驗】排除玻璃管內(nèi)空氣對實驗的干擾（或隔絕氧氣）
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
【數(shù)據(jù)處理】2.4；0.8；
【結(jié)論】③．

點評 本題主要考查了化學方程式的書寫及其質(zhì)量守恒定律的應用等方面的內(nèi)容．完成此題可以依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及題干提供的數(shù)據(jù)進行．