某研究性學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進行研究.
(1)提出假設(shè) ①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO
2.②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO.③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是
.
(2)設(shè)計方案 如圖所示,將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng),測定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比.
(3)查閱資料 氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng).實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO
2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮氣,同時生成食鹽和一種常見液體.請寫出該反應(yīng)的化學方程式:
.
(4)實驗步驟 ①按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;②加熱前,先通一段時間純凈干燥的氮氣;③停止通入N
2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時間,澄清石灰水(足量)變渾濁;④待反應(yīng)結(jié)束,再緩緩通入一段時間的氮氣.冷卻至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.4g;⑤過濾出石灰水中的沉淀,洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g.步驟②、④中都分別通入N
2,其作用分別為
,
.
(5)數(shù)據(jù)處理 試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,寫出該實驗中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:
.
(6)實驗優(yōu)化 學習小組有同學認為應(yīng)對實驗裝置進一步完善.
①甲同學認為:應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)
2溶液,其理由是
、
.
②從環(huán)境保護的角度,請你再提出一個優(yōu)化方案:
.