Question

19．某学生小组对过量碳粉跟氧化铁反应产物中气体的成分进行研究．
【假设】：该反应的气体产物全部是二氧化碳．
【设计方案】：将一定量氧化铁在隔离氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．
【实验操作】：称取3.20克氧化铁与2.00克炭粉均匀混和，放入重48.48克的玻璃管中高温加热．完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24克．
【数据处理】：
（1）计算反应后气体产物中碳元素质量为0.48克，氧元素质量为0.96克．
（2）结论：通过对以上数据的进一步计算，CO₂中碳、氧元素质量比，用这个计算结果可得出结论，原假设不能成立．

Answer 1

分析 本题属于实验探究题，单质碳的化学性质有两个：可燃性和还原性，本题考查了单质碳的还原性．碳做还原剂时装置中要隔绝空气，避免碳发生燃烧，因此用氮气把整个装置内的空气排出去．装置中各个仪器的名称要记牢，检验二氧化碳时要用澄清的石灰水．根据数据处理，可计算参加反应的碳元素质量和氧元素质量；根据二氧化碳中的碳氧质量比和题中的碳氧质量比进行比较解答．

解答 解：
在数据处理中，根据题目告诉我们的信息，结合质量守恒定律可知，实验产物中的气体质量为3.2g+2g+48.48g-52.24g=1.44g；
根据氧化铁的质量可计算出氧化铁中氧元素的质量为3.2g×$\frac{16×3}{56×2+16×3}$×100%=0.96g；
根据碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量为1.44g-0.96g=0.48g；
故参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g，两元素的质量比为0.48g：0.96g=1：2，而在二氧化碳中碳氧元素的质量比为12：（16×2）═3：8，故不是纯的二氧化碳气体．
故答案为：0.48；0.96；CO₂中碳、氧元素质量比．

点评 本考点属于实验探究题，既有实验方法和过程的探究，又有实验数据的分析和结论的探究，综合性比较强．要记住单质碳的可燃性和还原性，希望同学们认真分析，综合掌握．本考点主要出现在实验题中．