题目内容
14．某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究．（1）提出假设
①该反应的气体产物是CO2．
②该反应的气体产物是CO．
③该反应的气体产物是CO2、CO的混合物．
（2）设计方案
如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空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．
（3）查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式：NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O．
（4）实验步骤
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气．冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g．
步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为步骤②中是为了排尽空气；步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收．
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：2C+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑．
（6）实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善．
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，其理由是氢氧化钡的溶解度大，浓度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的，称量时相对误差小．
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：在尾气口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置．
分析 （1）过量炭粉与氧化铁反应的气体产物可能有：①CO、②CO2、③CO2、CO的混合物三种情况；
（3）氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应可以制得氮气；
（4）⑤根据前后两次通入氮气的时间和减小实验误差角度来分析；
（5）根据质量守恒判断气体的组成，根据质量关系计算气体的物质的量之间的关系，进而书写化学方程式；
（6）①根据氢氧化钙和氢氧化钡的本质区别来思考；
②一氧化碳是一种有毒气体，可以通过点燃来进行尾气处理．
解答 解：（1）过量炭粉与氧化铁反应的气体产物可能有：①CO、②CO2、③CO2、CO的混合物，
故答案为：CO2、CO的混合物；
（3）氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气，反应物有NH4Cl和NaNO2，生成物为N2，根据质量守恒还应用水，则反应的化学方程式为NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O，
故答案为：NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O；
（4）如果不排尽空气，那么空气中的氧气会与炭粉反应影响反应后生成气体的组成，所以利用稳定的氮气排空气，最后确保完全吸收，反应后还要赶出所有的CO2，
故答案为：步骤②中是为了排尽空气；步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收；
（5）3.20g氧化铁的物质的量为=$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2气体生成，
则n（CO2）=n（CaCO3）=$\frac{2.0g}{100g/mol}$=0.02mol，m（CO2）=0.02mol×44g/mol=0.88g，
反应后硬质玻璃管和固体总质量变化为1.44g大于0.88g，
则生成其气体为CO2、CO的混合物，
设混合气体中含有ymolCO，
则0.88g+28yg=1.44g，
y=0.02mol，
所以CO、CO2的混合气体物质的量比为1：1，所以方程式为 2C+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑，
故答案为：2C+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑；
（6）①将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，这样会使二氧化碳被吸收的更完全，称量时相对误差小，
故答案为：氢氧化钡的溶解度大，浓度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的，称量时相对误差小；
②一氧化碳是一种有毒气体，可以通过点燃来进行尾气处理或增加一尾气处理装置，
故答案为：在尾气口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置．
点评 本题考查过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分的探究，题目难度较大，注意从质量守恒的角度分析，加强随数据的处理和分析能力．
正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如图装置合成正丁醛．发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据如下：
| 沸点/℃ | 密度（g•cm-3） | 水中溶解性 | |
| 正丁醇 | 117.2 | 0.8109 | 微溶 |
| 正丁醛 | 75.5 | 0.8107 | 微溶 |
①将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．
②在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以下的馏分．
③将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是冷凝管．
（2）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，水在下层（填“上”或“下”）
（3）反应温度应保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出；又可尽量避免其被进一步氧化（或温度过高被氧化为丁酸）．
（4）本实验中，正丁醛的产率为51.4%．（保留三位有效数字）
| A． | 在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3氧化剂 | |
| B． | 上述反应中每生成2molAlN，N2得到3mol电子 | |
| C． | 氮化铝中氮元素的化合价为-3 | |
| D． | 氮化铝是铝合金中的一种 |
； B的结构简式CH3CH2CHO；B的物质的量0.06mol；
．| A． | 1.5 mol NO2与足量的H2O反应，转移的电子数为NA | |
| B． | 常温常压下，0.5NA个CO2分子质量为22 g | |
| C． | 28 g氮气所含的原子数目为NA | |
| D． | 在标准状况下，0.5NA个氯气分子所占体积是11.2 L |
| A． | 25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NH4Cl溶液的Kw | |
| B． | SO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O═SO42-+2I- | |
| C． | 加入铝粉能产生氢气的溶液中，可能存在大量的Na+、Ba2+、AlO2-、NO3- | |
| D． | 100℃时，将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性 |
2015年，北京正在申办冬奥会．有一种有机物因其酷似奥林克五环旗，科学家称其为奥林匹克烃，下列有关奥匹克烃的说中正确的是（ ）| A． | 该物质属于苯的同系物 | |
| B． | 该物质的一氯代物有一种 | |
| C． | 该物质完全燃烧生成水的物质的量小于二氧化碳的物质的量 | |
| D． | 该物质的分子中只含有非极性键 |
；实验室制备气体A的化学方程式2NH4Cl+Ca（OH）2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2H2O+2NH3↑B的水溶液不呈中性的原因NH4++H2O?NH3．H2O+H+（用离子方程式表示）
| A． | 亚硫酸钠溶液加入稀硝酸：SO32-+2H+=SO2↑+H2O | |
| B． | 将1mol•L-1 NaAlO2溶液和1.5mol•L-1的HCl溶液等体积互相均匀混合：6AlO2-+9H++3H2O=5Al（OH）3↓+Al3+ | |
| C． | 向Al2（SO4）3溶液中加入过量NH3•H2O：Al3++4NH3•H2O=[Al（OH）4]-+4NH4+ | |
| D． | 铵明矾[NH4Al（SO4）2•12H2O]溶液中加入过量Ba（OH）2溶液：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=AlO2-+2BaSO4↓+2H2O |