Question

14．某化学兴趣小组根据图1装置进行模拟炼铁的实验，高温条件下反应一段时间后，对气体成分和剩余固体成分进行探究．

写出图1装置中涉及的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【观察与问题】该过程中无色气体a是什么？
【假设与预测】猜想1：无色气体a 是CO₂．
猜想2：无色气体a是二氧化碳和一氧化碳．
【实验与事实】
（1）在点燃图1装置的酒精喷灯前，需先通一氧化碳一段时间，目的是防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸．
（2）在保证实验安全的前提下，小雅设计图2装置验证猜想（装置B的作用是除去CO₂气体，装置C的作用是除去气体中水分），实验中观察到澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧起来，产生淡蓝色火焰，由此小雅得出结论；猜想2成立．
【交流与讨论】反应一段时间后，图1装置的剩余固体中可能出现的单质是铁．若将16gFe₂O₃高温反应一段时间后称得剩余固体的质量为12.8g，通过计算可确定，此时无气色气体a中一定含有8.8g的二氧化碳气体．

Answer 1

分析 高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
一氧化碳具有可燃性，和空气或氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，同时发出淡蓝色火焰；
根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：图1装置中涉及的反应是氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【假设与预测】
猜想1：无色气体a 是CO₂．
猜想2：无色气体a是二氧化碳和一氧化碳．
故填：二氧化碳和一氧化碳．
【实验与事实】
（1）在点燃图1装置的酒精喷灯前，需先通一氧化碳一段时间，目的是防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸．
故填：防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸．
（2）实验中观察到澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧起来，产生淡蓝色火焰，由此小雅得出结论；猜想2成立．
故填：澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧起来，产生淡蓝色火焰．
【交流与讨论】
反应一段时间后，图1装置的剩余固体中可能出现的单质是铁；
设生成二氧化碳质量为x，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，固体减少的质量
 160             112  132    160-112=48
                       x      16g-12.8g=3.2g
$\frac{132}{x}$=$\frac{48}{3.2g}$，
x=8.8g，
若将16gFe₂O₃高温反应一段时间后称得剩余固体的质量为12.8g，此时无气色气体a中一定含有8.8g的二氧化碳气体．
故填：铁；8.8；二氧化碳．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．