题目内容
【题目】李红在查阅资料时发现木炭也能夺取含氧化合物中的氧,表现出还原性。如:CO2+C2CO,于是她对过量木炭和氧化铁在高温条件下反应,最终产生的气体是什么产生兴趣,决定进行探究。请回答下列有关问题(提示:铁、氧化铁均能与稀盐酸发生化学反应)。
【提出问题】过量木炭和氧化铁反应产生的气体是什么呢?
【猜想和假设】猜想①:可能是CO2;猜想②:可能是CO;猜想③:_______。
【实验方案与现象】将产生的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。
【结论】猜想①正确。
【反思与评价】小雨不同意李红的观点,理由是_______________________________。
于是小雨进行如下的实验以验证猜想:
①称取3.2 g的氧化铁与2g木炭均匀混合,放进18.48 g的试管中,加热。
②完全反应后,冷却至室温,称得试管和固体的总质量为22.24 g。
③往试管中加入足量稀盐酸,然后过滤、洗涤、烘干、称量,得到1.52 g黑色粉末。
【数据处理】参加反应的碳元素的质量为_______,氧元素的质量为_______。
【得到结论】根据数据处理结果,得到原猜想③成立,理由是______________。
【答案】 可能是一氧化碳与二氧化碳的混合气体 其他含有一定量二氧化碳的混合气体也能使澄清石灰水变浑浊 0.48 g 0.96 g 得到的气体中,碳、氧两元素的质量比为1:2
【解析】本题考查了利用猜想和实验验证的方法,进行探究物质的组成成分以及含量。猜想时不能违反质量守恒定律,根据实验现象推出结论时注意思维的严密性。
【猜想和假设】木炭能夺取含氧化合物中的氧,表现出还原性。过量木炭和氧化铁在高温条件下反应可能生成CO或CO2,又因为CO2+C2CO,故还有可能生成一氧化碳与二氧化碳的混合气体;
【反思与评价】猜想①和猜想③都能使澄清石灰水变浑浊,所以澄清石灰水变浑浊,不一定是猜想①的结论;
【数据处理】加入足量稀盐酸后得到1.52g黑色粉末,为剩余的C,损失的C(在气体中)为2g-1.52g=0.48g,完全反应后,冷却至室温,称得试管和固体的总质量为22.24g,损失的质量是生成的气体(含C元素和O元素):3.2g+2g+18.48g-22.24g=1.44g,气体中氧元素的质量为1.44g-0.48g=0.96g;
【得到结论】根据数据处理结果,得到原猜想③成立,理由是气体中的碳元素和氧元素的质量比为:0.48g:0.96g=1:2,若是纯CO,应该是3:4.纯CO2应该是3:8、现在为1:2,也就是3:6.说明应该是混合气体CO和CO2。故答案为:得到的气体中,碳、氧两种元素的质量比为1:2。