Question

14．某化學(xué)興趣小組根據(jù)圖1裝置進(jìn)行模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)，高溫條件下反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)氣體成分和剩余固體成分進(jìn)行探究．

寫出圖1裝置中涉及的化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【觀察與問題】該過程中無色氣體a是什么？
【假設(shè)與預(yù)測(cè)】猜想1：無色氣體a 是CO₂．
猜想2：無色氣體a是二氧化碳和一氧化碳．
【實(shí)驗(yàn)與事實(shí)】
（1）在點(diǎn)燃圖1裝置的酒精噴燈前，需先通一氧化碳一段時(shí)間，目的是防止一氧化碳和空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸．
（2）在保證實(shí)驗(yàn)安全的前提下，小雅設(shè)計(jì)圖2裝置驗(yàn)證猜想（裝置B的作用是除去CO₂氣體，裝置C的作用是除去氣體中水分），實(shí)驗(yàn)中觀察到澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒起來，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，由此小雅得出結(jié)論；猜想2成立．
【交流與討論】反應(yīng)一段時(shí)間后，圖1裝置的剩余固體中可能出現(xiàn)的單質(zhì)是鐵．若將16gFe₂O₃高溫反應(yīng)一段時(shí)間后稱得剩余固體的質(zhì)量為12.8g，通過計(jì)算可確定，此時(shí)無氣色氣體a中一定含有8.8g的二氧化碳?xì)怏w．

Answer 1

分析 高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
一氧化碳具有可燃性，和空氣或氧氣混合達(dá)到一定程度時(shí)遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳燃燒生成二氧化碳，同時(shí)發(fā)出淡藍(lán)色火焰；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：圖1裝置中涉及的反應(yīng)是氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【假設(shè)與預(yù)測(cè)】
猜想1：無色氣體a 是CO₂．
猜想2：無色氣體a是二氧化碳和一氧化碳．
故填：二氧化碳和一氧化碳．
【實(shí)驗(yàn)與事實(shí)】
（1）在點(diǎn)燃圖1裝置的酒精噴燈前，需先通一氧化碳一段時(shí)間，目的是防止一氧化碳和空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸．
故填：防止一氧化碳和空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸．
（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒起來，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，由此小雅得出結(jié)論；猜想2成立．
故填：澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒起來，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰．
【交流與討論】
反應(yīng)一段時(shí)間后，圖1裝置的剩余固體中可能出現(xiàn)的單質(zhì)是鐵；
設(shè)生成二氧化碳質(zhì)量為x，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，固體減少的質(zhì)量
 160             112  132    160-112=48
                       x      16g-12.8g=3.2g
$\frac{132}{x}$=$\frac{48}{3.2g}$，
x=8.8g，
若將16gFe₂O₃高溫反應(yīng)一段時(shí)間后稱得剩余固體的質(zhì)量為12.8g，此時(shí)無氣色氣體a中一定含有8.8g的二氧化碳?xì)怏w．
故填：鐵；8.8；二氧化碳．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．