Question

【题目】已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学设计了一个实验，证明红棕色粉末中含有氧元素，并测定其中氧元素的质量分数，装置如下图所示。

（1）实验前，首先要进行的操作是_____；

（2）实验中，盛放澄清石灰水的试管中出现的现象是_____；

（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是_____；

（4）如果3.2 g该红棕色粉末与碳充分反应，测得澄清石灰水增重1.32 g，则该红棕色粉末中氧元素的质量分数为_____。

Answer 1

【答案】通入氮气，赶尽管内空气 澄清石灰水变浑浊 防止空气中二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应，氮气中的水分也会影响对生成二氧化碳质量的测定 30%

【解析】

碳和氧化铁高温高温生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳点燃生成二氧化碳。

（1）为避免管内空气对实验结果的影响，实验前应通入性质稳定的氮气把管内空气全部排出，故首先要进行的操作是通入氮气，赶尽管内空气。

（2）在加热条件下，炭粉与红棕色粉末发生反应生成的二氧化碳排出，被澄清石灰水吸收，可观察到澄清石灰水变浑浊，故实验中，盛放澄清石灰水的试管中出现的现象是澄清石灰水变浑浊。

（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，可以防止空气进入，从而防止空气中的二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应生成二氧化碳，影响对红棕色粉末中氧的检验与测定；而潮湿的氮气中的水分也会影响澄清石灰水质量的变化，而使数据不准确而造成测定结果的误差，故实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是防止空气中二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应，氮气中的水分也会影响对生成二氧化碳质量的测定。

（4）测得石灰水增重1.32g，即充分反应后生成二氧化碳质量为1.32g；生成的1.32g二氧化碳中氧元素质量为，根据质量守恒定律，二氧化碳中的氧元素全部来自于氧化铁中，则红棕色粉末中氧元素的质量为0.96g，故红棕色粉末中氧元素的质量分数为。