题目内容

【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 CCO B 只有CO C COO2的混合气体 D 只有CO2

2)小明猜想容器中的气体可能是COCO2的混合气体;小强猜想可能是CO2O2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BNaOH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_____

【答案】2C+O22CO AC 除去二氧化碳; 澄清石灰水变浑浊; CO2+CaOH2═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; 8g16g8gmO2)<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,COO2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BNaOH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+CaOH2═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CO2O2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:x16g

设碳不完全炭烧生成一氧化碳时,氧气的质量为y

解得:y8g

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

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