Question

14、某研究性學習小組對碳粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進行研究．
【提出假設(shè)】該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物可能是CO₂、或CO、或CO₂和CO的混合物．
【查閱資料】氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)．
【實驗方案】設(shè)計如下圖所示裝置，將一定量的氧化鐵和炭粉在隔絕空氣的條件下充分反應(yīng)，來測定反應(yīng)后的氣體成分．

【實驗操作】
①按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性．
②稱取51.68g氧化鐵和炭粉混合物，放入硬質(zhì)玻璃管中．
③通一段時間純凈干燥的氮氣，停止通入氮氣后，夾緊彈簧夾．
④加熱，使反應(yīng)物充分反應(yīng)．
⑤反應(yīng)結(jié)束時停止加熱，再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間的氮氣．
⑥冷卻至室溫，稱得固體質(zhì)量為50.24g、A增重0.88g．
【交流討論】
（1）寫出裝置中除硬質(zhì)玻璃管外的另一種玻璃儀器名稱

試管

．
（2）步驟③通入N₂的目的是

排盡空氣

；B中澄清石灰水的作用是

檢驗A是否將二氧化碳是否吸收完全

．
（3）A中發(fā)生的反應(yīng)的化學方程式為

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O

．
（4）可以判定反應(yīng)結(jié)束的實驗現(xiàn)象是

試管A和B中均無氣泡產(chǎn)生

．
（5）通過實驗分析，該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是

CO₂和CO的混合物

，其依據(jù)是

減少的反應(yīng)物質(zhì)量多于A中增重（CO₂的質(zhì)量）；

．
（6）檢驗反應(yīng)后的固體中炭粉是否有剩余的實驗步驟是：①取少量反應(yīng)后的固體樣品放入小燒杯；②向其中加入足量的

稀鹽酸或稀硫酸

；③觀察到

燒杯底部有不溶解的黑色固體

；④固體中含有剩余的炭粉．

Answer 1

分析：【交流討論】
（1）熟悉常見儀器的材料；
（2）通入N₂的目的是排盡空氣；澄清石灰水可檢驗二氧化碳的存在；
（3）氫氧化鈉溶液可吸收二氧化碳，生成碳酸鈉和水；
（4）氣體不再產(chǎn)生就是實驗結(jié)束；
（5）從如果全部是二氧化碳，減少的反應(yīng)物質(zhì)量應(yīng)等于A中增重（CO₂的質(zhì)量）考慮；
（6）根據(jù)炭粉不與酸反應(yīng)，而炭與氧化鐵反應(yīng)的固體產(chǎn)物鐵能與酸反應(yīng)判斷．

解答：解：（1）圖中的試管也是玻璃儀器；
故答案為：試管；
（2）氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)．而空氣中的一些氣體卻能反應(yīng)，所以通入氮氣的目的是排盡空氣；B中澄清石灰水的作用是檢驗A是否將二氧化碳是否吸收完全．
故答案為：排盡空氣，檢驗A是否將二氧化碳是否吸收完全；
（3）A中發(fā)生的反應(yīng)的化學方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（4）氣體不再產(chǎn)生就是實驗結(jié)束，即試管A和B中均無氣泡產(chǎn)生；
故答案為：試管A和B中均無氣泡產(chǎn)生；
（5）如果全部是二氧化碳，減少的反應(yīng)物質(zhì)量應(yīng)等于A中增重（CO₂的質(zhì)量），但減少的反應(yīng)物質(zhì)量多于A中增重（CO₂的質(zhì)量），說明該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂和CO的混合物．
故答案為：CO₂和CO的混合物，減少的反應(yīng)物質(zhì)量多于A中增重（CO₂的質(zhì)量）；
（6）若要檢驗反應(yīng)后的固體中炭粉是否有剩余，可向燒杯中加入足量的稀鹽酸或稀硫酸，炭粉不與酸反應(yīng)，而炭與氧化鐵反應(yīng)的固體產(chǎn)物鐵能與酸反應(yīng)．燒杯底部有不溶解的黑色固體，說明固體中含有剩余的炭粉．
故答案為：向燒杯中加入足量的稀鹽酸或稀硫酸；燒杯底部有不溶解的黑色固體．

點評：典型的實驗分析題，綜合性強，難度大，只有熟練掌握所學物質(zhì)的性質(zhì)和基本實驗操作步驟才能準確得到答案．