题目内容

已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应，生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动．

[提出猜想]浓硫酸与焦炭在加热条件下反应，生成H₂O、SO₂和CO₂．

[查阅资料]经查阅资料得知：①CO₂、SO₂均可使澄清石灰水变浑浊；②SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能；③SO₂可与酸性的KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能；④无水CuSO₄为白色粉末，遇水可生成蓝色胆矾．

[实验探究]用以下A－D四个装置组装成一套完整的实验装置，然后进行实验，验证猜想．

(1)本实验的发生装置应选用如下图所示三种装置中的________装置(填序号)．

(2)为了验证三种产物，达到预期的实验目的，整套实验装置的正确组装顺序是(按导管口连接的先后顺序)：发生装置导管口

(3)实验过程中，同学们观察到装置D中的无水CuSO₄变为蓝色，由此得出产物中有________的结论；同时还观察到以下实验现象：装置C中品红溶液(Ⅰ)和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液(Ⅱ)不褪色；装置B中澄清石灰水变浑浊．装置C中品红溶液(Ⅰ)褪色，说明产物中有________，酸性KMnO₄溶液的作用是________，品红溶液(Ⅱ)不褪色，说明________；装置B中发生反应的化学方程式是________

(4)能确认反应产物中有CO₂的实验现象是________．

[实验结论]本实验提出的猜想________(填“成立”或“不成立”)；

浓硫酸与木炭反应的化学方程式是________．

[交流讨论]实验结束后，同学们针对本实验进行讨论，其中张辉同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的一个观点．你是否支持张辉同学的观点？________(填“支持”或“不支持”)，请你说出两点理由：①________；②________．

答案：
解析：

　　(1)③

　　(2)f→g→d→e→c(2分，f、g顺序可颠倒)

　　(3)H₂O(水)

　　SO₂(二氧化硫)

　　除去SO₂

　　SO0₂已除尽

　　CO₂＋Ca(OH)₂CaCO₃↓＋H₂O

　　(4)装置C中品红溶液(Ⅱ)不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊(只答对其中一点，不给分)

　　成立

　　C＋2H₂SO₄(浓)2SO₂↑＋CO₂↑＋2H₂O

　　支持①根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变

　　②碳的氧化物有CO和CO₂

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探究一：工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄．某兴趣小组用草酸晶体制取CO，并进行了如下图所示实验．

试回答：
【查阅资料】草酸晶体（H₂C₂O₄?3H₂O）在浓H₂SO₄作用下受热分解生成CO₂和CO．
（1）实验前应先

检查装置的气密性

检查装置的气密性

．
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A中试剂是

、C中的试剂是

（填字母编号）．
a．浓硫酸 b．澄清的石灰水 c．氢氧化钠溶液
（3）F装置的作用是

防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中

防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中

．
（4）某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是

在F后用酒精灯点燃

在F后用酒精灯点燃

．
探究二：精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe₃C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为Fe_xO_y+y H₂

x Fe+y H₂O，Fe₃C+2H₂

3Fe+CH₄．
（1）写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式：

．
（2）焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外，还能

．
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按如下装置进行实验．

已知3CH₄+4Fe₂O₃

3CO₂+6H₂O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）．
（3）主要实验步骤如下：
①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；
②点燃A处酒精灯；
③缓缓通入纯净干燥的H₂；
④点燃C处酒精灯；
⑤分别熄灭A处、C处酒精灯；
⑥再缓缓通入少量H₂；
⑦再次称量必要装置的质量．
操作的先后顺序是①→③→

→⑤→⑥→⑦（填字母）
A．②→④B．④→②
（4）步骤③的目的是

除去装置内的氧气，防止发生爆炸

除去装置内的氧气，防止发生爆炸

，验证该步骤目的达到的实验方法是

收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音

收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音

；
（5）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将

（填“偏大’’“偏小“或“不变“，下同）．
（6）粗还原铁粉样品的质量为20.000g，装置B、E分别增重0.360g和0.440g，则计算样品出中碳元素的质量分数是

，氧元素的质量分数是

．（无需计算过程）．

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a．浓硫酸　　　　 b．澄清的石灰水　　　　c．氢氧化钠溶液
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（4）某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是__．
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粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe₃C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为Fe_xO_y+y H₂ $数学公式$ x Fe+y H₂O，Fe₃C+2H₂ $数学公式$ 3Fe+CH₄．
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已知3CH₄+4Fe₂O₃ $数学公式$ 3CO₂+6H₂O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）．
（3）主要实验步骤如下：
①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；
②点燃A处酒精灯；
③缓缓通入纯净干燥的H₂；
④点燃C处酒精灯；
⑤分别熄灭A处、C处酒精灯；
⑥再缓缓通入少量H₂；
⑦再次称量必要装置的质量．
操作的先后顺序是①→③→→⑤→⑥→⑦（填字母）
A．②→④B．④→②
（4）步骤③的目的是，验证该步骤目的达到的实验方法是；
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（1）实验前应先          。
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A中试剂是____、C中的试剂是___（填字母编号）。
a．浓硫酸
b．澄清的石灰水
c．氢氧化钠溶液
（3）F装置的作用是          。
（4）某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是          。
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【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

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①  按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；
②  点燃A 处酒精灯；
③  缓缓通入纯净干燥的H₂；
④  点燃C 处酒精灯；
⑤  分别熄灭A 处、C 处酒精灯；
⑥  再缓缓通入少量H₂；
⑦  再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→        →⑤→⑥→⑦( 填字母)
A．②→④                 B．④→②
（4）步骤③的目的是          ，验证该步骤目的达到的实验方法是          ；
（5）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将          (填“偏大’’“偏小"或“不变")。
（6）粗还原铁粉样品的质量为20.000 g，装置B、E分别增重0.360 g和0.440 g，则计算样品出中碳元素的质量分数是        ，氧元素的质量分数是        。