题目内容

已知木炭粉（假设木炭粉中不含其它杂质）和Fe₂O₃ 在加热条件下发生化学反应，兴趣小组同学对该实验进行如下探究．
（一）写出木炭粉和Fe₂O₃反应的化学方程式：

．
（二）生成固体组成分析
（1）实验过程中可以观察到有黑色固体生成，小亮认为生成了铁粉，但小灵却有不同看法，理由是

．
（2）为进一步确定黑色固体成分，小欢将生成的固体溶于足量稀硫酸，发现有大量气泡产生，若同时出现

的现象，则生成的黑色固体全部是铁．
（三）生成气体成分分析
【提出假设】生成气体的可能组成有三种：
假设1：生成气体是二氧化碳；
假设2：生成气体是一氧化碳；
假设3：生成气体是

．
【设计实验】为确定生成气体的组成，小组同学设计实验装置如图．
（1）实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，分析不用空气的主要理由是

（填序号）
A．空气中的二氧化碳会使石灰水变浑浊
B．空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO₂而干扰实验结果
C．空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果
（2）定性研究：若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊，则证明反应生成的气体中一定含有

．
（3）经过定量研究得知“假设3”是正确的，则该装置是否合理？

（填“合理”或“不合理”），请说明理由

．

分析：氧化铁能与碳粉在加热的条件下生成铁和二氧化碳，铁粉与碳粉均为黑色固体，生成的铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁的水溶液为浅绿色，碳粉不能与硫酸反应，根据质量守恒定律，生成的气体由碳氧元素组成，可能是一氧化碳也可能时二氧化碳，或是二者的混合物，进行检验时，空气中含有的气体会与碳粉反应生成二氧化碳或一氧化碳而对气体造成干扰，故不能使用空气，检验二氧化碳使用的是澄清石灰水，一氧化碳有毒需进行尾气处理．

解答：解：
（一）氧化铁能与碳反应生成铁和二氧化碳，所以本题答案为：2Fe₂O₃+3C

△

4Fe+3CO₂↑；
（二）（1）碳粉为黑色固体，所以本题答案为：当固体中混有没有反应完的碳粉时，也是黑色；
（2）铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁的水溶液为浅绿色，碳粉不能与硫酸反应且不溶于水，所以本题答案为：溶液变成浅绿色，没有固体剩余；
（三）假设3：根据假设1和假设2可知气体还可能是二者的混合气体，所以本题答案为：生成气体是二氧化碳和一氧化碳；
【设计实验】（1）空气中含有的气体会与碳粉反应生成二氧化碳或一氧化碳而对气体造成干扰，故不能使用空气，所以本题答案为：BC；
（2）澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体中一定含有二氧化碳，CO₂；
（3）一氧化碳有毒，必须进行尾气处理，所以本题答案为：不合理，没有处理尾气．

点评：本题考查了碳与氧化铁反应的有关实验探究，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．