题目内容
某学校研究性学习小组对过量炭粉与Fe2O3反应的产物中气体的成分进行分析。(1)假设:该反应的气体产物全部是CO2。
(2)设计方案:将一定量Fe2O3在隔绝氧气的条件下与过量的炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量,计算出反应产物中碳、氧原子的物质的量比。
(3)查阅资料:N2不与碳、Fe2O3发生反应。实验室可以用氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液混合加热制得N2。
①写出实验室制取N2的离子方程式______________________________。
②该实验装置与实验室制取下列气体的装置相同的是_______________(填标号)。
a.用稀盐酸与锌反应制H2
b.用MnO2与浓盐酸共热制Cl2
c.用NH4Cl与Ca(OH)2共热制NH3
其主要玻璃仪器除酒精灯外,还包括_______________、_______________。
(4)实验操作步骤、现象:
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①实验前要______________________________。
②称取
③加热前,先进行的操作是_______________,其目的是_______________。
④夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,证明有CO2气体生成的现象是_______________。
⑤反应完全后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为
(5)数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为
(6)结论:根据数据处理结果,得出原假设不成立,理由是__________________。
(7)根据数据处理结果,反应生成的气体是_______________,且气体的物质的量之比为_______________。试写出该反应的化学方程式_______________。
(3)①
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N2↑+2H2O
②b 分液漏斗 圆底烧瓶
(4)①检查装置的气密性
②先通一段时间纯净、干燥的氮气 赶尽装置中的空气
④澄清石灰水变浑浊
(6)反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2∶3,即实验所得碳、氧原子的物质的量之比与二氧化碳不相符,原假设不成立
(7)CO和CO2的混合物 n(CO)∶n(CO2)=1∶1
2Fe+CO↑+CO2↑
(或
4Fe+3CO2↑ CO2+C
2CO)
解析:检查装置的气密性应该在组装好仪器后,添加药品进行实验之前进行。根据题目中所设计方案,探究性实验需要隔绝氧气,就涉及如何将装置中的空气排净的问题,应先通一段时间纯净、干燥的氮气。
n(C)∶n(O)=2∶3,而CO中n(C)∶n(O)=1∶1,CO2中n(C)∶n(O)=1∶2,故生成的气体应为CO、CO2的混合气体,设生成CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y,
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