Question

已知木炭粉（假设木炭粉中不含杂质）和氧化铁粉末在加热条件下能发生化学反应，某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动．
【查阅资料】将CO通入氯化钯溶液中，会出现黑色沉淀．
【实验过程】同学们设计了如图所示装置（部分夹持仪器已略去）．

（1）探究反应中产生气体的成分
称取9.0g氧化铁和1.2g木炭粉，混合均匀后进行实验．打开止水夹a通一段时间的氮气，关闭a．再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间，观察到澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体．
木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了

 

气体；E处酒精灯的作用是

 

；B中发生反应的化学方程式为

 

；加热前通一段时间氮气的原因是

 

．
（2）探究反应后剩余固体的成分
【提出猜想】
猜想1：只含有铁；
猜想2：含有铁和木炭；
猜想3：含有

 

；
猜想4：含有铁、木炭和氧化铁．
【实验验证】
小组同学测得剩余固体质量为6.6g，将剩余固体置于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解且有大量气泡出现，猜想不成立的是

 

，剩余固体中含有的物质及质量分别为

 

．

Answer 1

考点：常见气体的检验与除杂方法,金属活动性顺序及其应用,常见金属的冶炼方法,物质的鉴别、推断

专题：综合实验题

分析：（1）根据“澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体”判断生成的气体；根据一氧化碳有毒，判断酒精灯的作用；熟记二氧化碳与石灰水反应的化学方程式；从氮气不易与其他物质反应考虑；
（2）【提出猜想】根据反应物、生成物，以及其他猜想写出答案；【实验验证】根据现象“固体全部溶解且有大量气泡出现，”判断；根据化学反应式计算即可．

解答：解：（1）澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体，说明此反应一定生成了CO和CO₂气体；因CO有毒，所以要在E处用酒精灯处理尾气；B中澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；为防止装置内的空气中的氧气和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果，要先通一会性质稳定的氮气．
故答案为：CO和CO₂；处理尾气；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；排净装置内空气以防止空气中的氧气和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果；
（2）【提出猜想】还可能含有铁和氧化铁；因为向其中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解且有大量气泡出现，说明剩余固体中不可能含有木炭，所以猜想2和4不成立；
设9.0g氧化铁能完全反应木炭的质量为x．
2Fe₂O₃+3C

高温  .

4Fe+3CO₂↑
320    36
9       X

320

9

=

36

X

    X=1.01g    因加入的木炭是1.2g，所以氧化铁完全反应，剩余的固体6.6g全部是Fe．
故答案为：铁和氧化铁；2和4；Fe，6.6g．

点评：本题考查了如何探究物质的性质和变化规律，掌握反应现象与本质的联系；学会利用猜想和实验验证的方法，进行探究物质的组成成分．