题目内容
（12分）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 。
(2)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： 。
(4)实验步骤：
①按上图连接装置，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 。
(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：
。
(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 。
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：
。
⑴CO2、CO的混合物
⑶NH4++NO2—
N2↑+2H2O
⑷步骤②中是为了排除空气中的CO2，步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收
⑸2C+Fe2O3
2Fe+CO↑+CO2↑
⑹①Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全；M (BaCO3)＞M(CaCO3)，称量时相对误差小。②在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置
解析试题分析：（1）根据极端假设可知还有一种情况就是两者的混合物，即CO2、CO的混合物。
（3）用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液制氮气反应的离子方程式为：NH4++NO2—
N2↑+2H2O。
（4）步骤②通入氮气的目的是排除装置中的CO2。步骤④通入氮气的目的是将生成的CO2全部通入澄清石灰水中。
（5）由题意可知碳粉过量，产生的CO2为0.02mol，剩余的固体为3.76g，所以固体中有单质铁2.24g，则剩余的碳粉为3.76-2.24=1.52g，所以参加反应的碳粉为2-1.52=0.48g=0.04mol，则可以确定生成CO为0.02mol，因此方程式为：2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑。
（6）①应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液的原因是Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全，M (BaCO3)＞M(CaCO3)，称量时相对误差小。②从环保的角度来看生成的CO也要处理掉，因此应该在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置
考点：化学实验
点评：本题综合性较强，难度较大，主要考查学生分析问题和解决问题的能力。
二氧化氮（NO2)是一种具有高度活性的气态物质，NO2与Na2O2均具有较强的氧化性，某研究性学习小组对二者能否发生反应进行探究。
【实验】
下列关于实验室制备NO2的说法正确的是_______
a．实验室常用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮
b．二氧化氮常用向下排空气法收集
c．二氧化氮易溶于水，尾气可用水吸收.
d．用注射器收集的二氧化氮，压缩后颜色变浅
e．实验后容器中残留液需用碱液处理
【提出假设】
假设一：NO2与Na2O2二者不反应；
假设二：NO2能被Na2O2氧化；
假设三：
【查阅文献】
NO2在反应中能生成HNO3和HNO2；HNO2旣有氧化性，又有还原性，能被强氧化剂如KMnO4氧化。
【设计实验】
(1)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设 不成立。
(2)若假设二成立，反应的化学方程式是 。
(3)为验证假设二是否成立，该小组同学做了如下定性实验研究，请完成下表内容。
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实验步骤 （不要求写具体操作过程，仪器任选） |
预期的实验现象及结论 |
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取适量的白色固体置于试管中，………… |
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【定量分析】
若实验前该小组同学用托盘天平称量过氧化钠的质量为3.9g，充分反应后白色固体质量为8.4g，该小组同学得出假设2不成立的结论。你是否同意他们的结论，并简述理由：
