Question

11．已知木炭粉（假設(shè)木炭粉中不含雜質(zhì)）和氧化鐵粉末在加熱條件下能發(fā)生化學反應，某興趣小組對該反應展開了如下的探究活動．
【查閱資料】將CO通入氯化鈀溶液中，會出現(xiàn)黑色沉淀．
【實驗過程】同學們設(shè)計了如下圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）．

（1）探究反應中產(chǎn)生氣體的成分
稱取9.0g氧化鐵和1.2g木炭粉，混合均勻后進行實驗．打開止水夾a通一段時間的氮氣，關(guān)閉a．再對木炭粉和氧化鐵粉末的混合物加熱一段時間，觀察到澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體．
①木炭粉與氧化鐵粉末反應一定生成了CO和CO₂氣體；
②E處酒精燈的作用是處理尾氣；
③B中發(fā)生反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
④加熱前通一段時間氮氣的原因是排凈裝置內(nèi)空氣以防止空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結(jié)果．
（2）探究反應后剩余固體的成分
【提出猜想】
猜想1：只含有鐵；
猜想2：含有鐵和木炭；
猜想3：含有鐵和氧化鐵；
猜想4：含有鐵、木炭和氧化鐵．
【實驗驗證】
小組同學測得剩余固體質(zhì)量為6.6g，將剩余固體置于燒杯中，向其中加入足量的稀鹽酸，固體全部溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，猜想不成立的是2和4，剩余固體中含有的物質(zhì)及質(zhì)量分別為Fe，6.6g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)“澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體”判斷生成的氣體；根據(jù)一氧化碳有毒，判斷酒精燈的作用；熟記二氧化碳與石灰水反應的化學方程式；從氮氣不易與其他物質(zhì)反應考慮；
（2）【提出猜想】根據(jù)反應物、生成物，以及其他猜想寫出答案；【實驗驗證】根據(jù)現(xiàn)象“固體全部溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，”判斷；根據(jù)化學反應式計算即可．

解答 解：（1）澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體，說明此反應一定生成了CO和CO₂氣體；因CO有毒，所以要在E處用酒精燈處理尾氣；B中澄清石灰水與二氧化碳反應的化學方程式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；為防止裝置內(nèi)的空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結(jié)果，要先通一會性質(zhì)穩(wěn)定的氮氣．
故答案為：①CO和CO₂；②處理尾氣；③Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；④排凈裝置內(nèi)空氣以防止空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結(jié)果；
（2）【提出猜想】還可能含有鐵和氧化鐵；因為向其中加入足量的稀鹽酸，固體全部溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，說明剩余固體中不可能含有木炭，所以猜想2和4不成立；
設(shè)9.0g氧化鐵能完全反應木炭的質(zhì)量為x．
2Fe₂O₃+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
320    36
9.0g   x    
$\frac{320}{36}=\frac{9.0g}{x}$
x=1.01g    因加入的木炭是1.2g，所以氧化鐵完全反應，剩余的固體6.6g全部是Fe．
故答案為：鐵和氧化鐵；2和4；Fe，6.6g．

點評 本題考查了如何探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，掌握反應現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系；學會利用猜想和實驗驗證的方法，進行探究物質(zhì)的組成成分．