Question

【题目】某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体成分进行如下探究：

（查阅资料）①CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；

②浓硫酸能吸收气体中的水分。

（知识回顾）碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的，写出碳不充分燃烧的化学方程式：_____。

（提出猜想）

（1）小红对容器中气体的成分提出如下四种猜想，你认为猜想不合理的有_____（填字母）。

A C和CO B 只有CO C CO和O2的混合气体 D 只有CO2

（2）小明猜想容器中的气体可能是CO和CO2的混合气体；小强猜想可能是CO2和O2的混合气体。小明和小强均开展了以下实验探究来验证自己的猜想是否正确。

（实验探究1）小明为了验证自己的猜想，按如图所示装置进行探究。

请回答下列问题：

（1）装置B中NaOH溶液的作用是_____。

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是_____，反应的化学方程式是_____；装置D玻璃管中的实验现象是_____，反应的化学方程式是_____。

（实验探究2）小强把小明实验中的氧化铜换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是_____。

（反思交流）有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是_____。

（拓展延伸）若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是_____。

Answer 1

【答案】2C+O22CO； AC； 除去二氧化碳； 澄清石灰水变浑浊； CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O； 黑色粉末变为红色； Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 红色固体变黑； 排尽玻璃管中的空气，排除空气中氧气的干扰； 8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。

【解析】

[知识回顾]碳不充分燃烧生成一氧化碳，化学方程式为2C+O22CO；

[提出猜想]碳不是气体，CO和O2点燃的条件下会继续反应，不会共存，猜想不合理的是AC；

[实验探究1]（1）由于二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以装置B中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳；

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；装置D玻璃管中的实验现象是红色粉末变成黑色，反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

[实验探究2]如果氧气过量，则乙容器中气体的组成是CO2和O2的混合气体；加热条件下，铜能和氧气反应生成氧化铜，所以红色粉末变成黑色；

[反思交流]应先通入乙中气体一段时间后方可加热，这样修改的原因是排净玻璃管中的空气，排除空气中氧气的干扰；

[拓展延伸]设碳完全炭烧生成二氧化碳时，氧气的质量为x

解得：x＝16g

设碳不完全炭烧生成一氧化碳时，氧气的质量为y

解得：y＝8g；

所以若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是大于8g，且小于16g；故填：大于8g，且小于16g。