Question

2．某興趣小組的同學(xué)在甲、乙兩個充滿O₂的密閉容器中各加入一定量的碳粉，在高溫條件下使其充分反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，兩個容器中的碳粉都已完全消失．該小組成員對兩容器中反應(yīng)后的氣體進(jìn)行如下探究：（提示：濃硫酸具有吸水性）

（1）小紅同學(xué)對甲容器中氣體的組成提出如下四種猜想：
A．只有CO₂   B．只有O₂    C．只有CO    D．CO和O₂混合氣體
你認(rèn)為上述猜想中明顯不合理的有BD（填序號）．
（2）小明同學(xué)認(rèn)為甲容器中的氣體還可能是CO和CO₂的混合氣體，為了驗證自已的猜想，他準(zhǔn)備按如圖所示裝置進(jìn)行探究：請回答：
①裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣．
②若小明的猜想成立，則裝置A中的實(shí)驗現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，裝置C玻璃管中的實(shí)驗現(xiàn)象是紅色粉末變成黑色，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）小芳同學(xué)對乙容器中氣體的組成提出了除上述猜想外的另一種合理猜想，她的猜想是CO₂和O₂的混合氣體，于是她設(shè)計了下列實(shí)驗方案驗證其猜想：
步驟l：先加熱裝有銅絲網(wǎng)的玻璃管一段時間后，再通入乙中的氣體，觀察現(xiàn)象．
步驟2：將乙中的氣體通入澄清石灰水中，觀察現(xiàn)象．
指導(dǎo)老師在分析其實(shí)驗方案后，指出了其中存在的錯誤或不足．
①步驟1應(yīng)先通入乙中氣體一段時間后方可加熱．你認(rèn)為這樣修改的原因是排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾．
②沒有必要進(jìn)行步驟2的實(shí)驗，其理由是碳在氧氣充足的情況下燃燒產(chǎn)物為二氧化碳．（4）若反應(yīng)前甲、乙兩容器中碳粉與氧氣的質(zhì)量比分別表示為：_{【$\frac{m（c）}{m（{O}_{2}）}$】甲}和 _{【$\frac{m（C）}{m（{O}_{2}）}$】乙}，當(dāng)小明和小芳的猜想均成立時，則：_{【$\frac{m（C）}{m（{O}_{2}）}$】甲}＞（填“＞”“＜”或“=”） _{【$\frac{m（C）}{m（{O}_{2}）}$】乙}．

Answer 1

分析 碳完全燃燒生成二氧化碳，不完全燃燒生成一氧化碳；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可以判斷相關(guān)方面的問題．

解答 解：（1）如果氧氣有剩余，則一定含有二氧化碳，因此B不合理，如果氧氣有剩余，則一氧化碳能和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，因此D不合理．
故填：BD．
（2）①裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣．
故填：吸收水蒸氣．．
②若小明的猜想成立，則裝置A中的實(shí)驗現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，裝置C玻璃管中的實(shí)驗現(xiàn)象是紅色粉末變成黑色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：澄清石灰水變渾濁；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O 紅色粉末變成黑色；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）小芳同學(xué)對乙容器中氣體的組成提出了除上述猜想外的另一種合理猜想，她的猜想是CO₂和O₂的混合氣體．
故填：CO₂和O₂的混合氣體．
①步驟1應(yīng)先通入乙中氣體一段時間后方可加熱．你認(rèn)為這樣修改的原因是排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾．
故填：排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾．
②沒有必要進(jìn)行步驟2的實(shí)驗，其理由是碳在氧氣充足的情況下燃燒產(chǎn)物為二氧化碳．
故填：碳在氧氣充足的情況下燃燒產(chǎn)物為二氧化碳．
（4）當(dāng)甲中氣體是二氧化碳和一氧化碳時，說明碳過量，即氧氣不足，當(dāng)乙中氣體是二氧化碳和氧氣時，說明碳不足，即氧氣過量，因此_{【$\frac{m（C）}{m（{O}_{2}）}$】甲}＞_{【$\frac{m（C）}{m（{O}_{2}）}$】乙}．
故填：＞．

點(diǎn)評 合理設(shè)計實(shí)驗，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗、分析實(shí)驗，是得出正確實(shí)驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗、分析實(shí)驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．