Question

4．已知木炭粉（假設木炭粉中不含雜質(zhì)）和氧化鐵粉末在加熱條件下能發(fā)生化學反應，某興趣小組對該反應展開了如下的探究活動．
【查閱資料】將CO通入氯化鈀溶液中，會出現(xiàn)黑色沉淀．氫氧化鈉溶液能充分吸收二氧化碳．氧化鐵能溶于鹽酸中．
【實驗過程】同學們設計了如圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）．

（1）探究反應中產(chǎn)生氣體的成分：
稱取9.0g氧化鐵和1.2g木炭粉，混合均勻后進行實驗．打開止水夾a通一段時間的氮氣后，關閉a．再對木炭粉和氧化鐵粉末的混合物加熱一段時間，觀察到澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體．木炭與氧化鐵粉末反應一定生成了CO和CO₂ 氣體；E處酒精燈的作用是處理尾氣；B中發(fā)生反應的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；加熱前通一段時間氮氣的原因是排凈裝置內(nèi)空氣以防止空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果．
（2）探究反應后剩余固體的成分：
【提出猜想】
猜想1：只含有鐵； 猜想2：含有鐵和木炭；猜想3：含有鐵和氧化鐵； 猜想4：含有鐵、木炭和氧化鐵．
【實驗驗證】
該小組同學測得剩余固體質(zhì)量后，將剩余固體置于燒杯中，向其中加入足量的稀鹽酸，固體全部
溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，猜想不成立的是2和4．若剩余固體質(zhì)量為6.6g，則剩余固體中含有的物質(zhì)為Fe、Fe₂O₃、剩余固體成分的質(zhì)量是5.6gFe、1gFe₂O₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)“澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體”判斷生成的氣體；根據(jù)一氧化碳有毒，判斷酒精燈的作用；熟記二氧化碳與石灰水反應的化學方程式；從氮氣不易與其他物質(zhì)反應考慮；
（2）【提出猜想】根據(jù)反應物、生成物，以及其他猜想寫出答案；【實驗驗證】根據(jù)現(xiàn)象“固體全部溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，”判斷；根據(jù)化學反應式計算即可．

解答 解：（1）澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現(xiàn)黑色固體，說明此反應一定生成了CO和CO₂氣體；因CO有毒，所以要在E處用酒精燈處理尾氣；B中澄清石灰水與二氧化碳反應的化學方程式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；為防止裝置內(nèi)的空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果，要先通一會性質(zhì)穩(wěn)定的氮氣．
故答案為：CO和CO₂；處理尾氣；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；排凈裝置內(nèi)空氣以防止空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果；
（2）【提出猜想】還可能含有鐵和氧化鐵；因為向其中加入足量的稀鹽酸，固體全部溶解且有大量氣泡出現(xiàn)，說明剩余固體中不可能含有木炭，所以猜想2和4不成立；
設9.0g氧化鐵能生鐵的質(zhì)量為x，則參加反應的氧化鐵質(zhì)量為9.0g-（6.6g-x）=2.4g+x．
2Fe₂O₃+3C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
320       36
2.4g+x   x
則$\frac{320}{36}=\frac{2.4g+x}{x}$，解得x=5.6g．    故剩余的固體5.6gFe以及9.0g-（2.4g+5.6g）=1gFe₂O₃．
故答案為：鐵和氧化鐵；2和4；Fe、Fe₂O₃，5.6gFe、1gFe₂O₃．
故答案為：
（1）CO和CO₂；處理尾氣；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；排凈裝置內(nèi)空氣以防止空氣中的氧氣和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果；
（2）鐵和氧化鐵；2和4；Fe、Fe₂O₃；5.6gFe、1gFe₂O₃

點評 本題考查了如何探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，掌握反應現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系；學會利用猜想和實驗驗證的方法，進行探究物質(zhì)的組成成分．