Question

【題目】已知木炭粉（假設木炭粉中不含雜質）和氧化鐵粉末在加熱條件下能發生化學反應，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】同學們設計了如下圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）．

（1）探究反應中產生氣體的成分：

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，氯化鈀溶液中出現黑色固體．木炭與氧化鐵粉末反應一定生成了 氣體；E處酒精燈的作用是 ；B中發生反應的化學方程式為 ；加熱前通一段時間氮氣的原因是 ．

（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 ； 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，猜想不成立的是 ．若剩余固體質量為6.6g，則剩余固體中含有的物質為 、剩余固體成分的質量是 ．

Answer 1

【答案】（1）CO和CO2；處理尾氣；

Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；

排凈裝置內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，6.6g．

【解析】

（1）澄清石灰水變渾濁，氯化鈀溶液中出現黑色固體，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，要先通一會性質穩定的氮氣．

（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，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氧化鐵能完全反應木炭的質量為x．

2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑

320 36

9 X

X=1.01g

因加入的木炭是1.2g，所以氧化鐵完全反應，剩余的固體6.6g全部是Fe．