Question

李紅在查閱資料是發現CO₂+C2CO，于是她對過量木炭和氧化鐵在高溫條件下，最終產生的氣體是什么產生興趣，決定進行探究．請回答有關問題：
[提出問題]過量木炭和氧化鐵反應產生的氣體是什么呢？
[猜想和假設]猜想①：可能是CO₂；猜想②：可能是CO；猜想③：______．
[實驗方案與現象]將產生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁．
[結論]猜想①正確．
[反思與評價]小雨不同意李紅的觀點，理由是______．于是小雨進行如下的實驗以驗證猜想：
①稱取3.2g的氧化鐵與2g木炭均勻混合，放進18.48g的試管中，加熱．
②完全反應后，冷卻至室溫，稱得試管和固體的總質量為22.24g
③往試管中加入足量稀鹽酸，然后過濾，洗滌，烘干，稱量，得到1.52g黑色粉末．
[數據處理]：參加反應的碳元素的質量為______，氧元素質量為______．
[得到結論]：根據數據處理結果，得到原猜想③成立，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：探究實驗的步驟：提出問題、猜想與假設、設計方案、實驗結論、反思與評價、拓展與交流．
【假設和猜想】木炭粉與氧化鐵反應生成的氣體有三種可能：①二氧化碳；②一氧化碳；③二氧化碳和一氧化碳；
【反思與評價】二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
【數據處理】根據質量守恒定律來計算碳元素和氧元素的質量；
【得到結論】根據數據處理結果，求出碳氧原子個數比，進而得出結論．
解答：解：【假設和猜想】因為2CuO+C 2Cu+CO₂↑，CO₂+C2CO，木炭還原氧化鐵產生什么氣體應可能有：
①CO；②CO₂；③CO和CO₂三種情況；
【反思與評價】猜想1和猜想3都能使澄清石灰水變渾濁，所以澄清石灰水變渾濁，不一定是猜想1的結論；
【數據處理】②完全反應后，冷卻至室溫，稱得試管和固體的總質量為22.24g，
損失的質量是氣體（含C元素和O元素）：3.2+2+18.48-22.24=1.44g，
③加入足量稀鹽酸后得到1.52g黑色粉末，為剩余的C，損失的C（在氣體中）為2-1.52=0.48g，
所以氣體中氧元素的質量為1.44g-0.48g=0.96g，
所以參加反應的碳元素的質量為0.48g，氧元素質量為0.96g．
【得到結論】根據數據處理結果，得到原猜想③成立，理由是氣體中的C原子和O原子個數比為：
（0.48/12）：（0.96/16）=1：1.5
若是純CO，應該是1：1．純CO₂應該是1：2、現在為1：1.5．說明應該是混合氣體CO和CO₂．
故答案為：【假設和猜想】可能是CO₂和CO的混合氣體；
【反思與評價】猜想1和猜想3都能使澄清石灰水變渾濁；
【數據處理】]0.48g，0.96g；
【得到結論】氣體中的C：O原子個數比為（0.48/12）：（0.96/16）=1：1.5
若是純CO，應該是1：1．純CO₂應該是1：2、現在為1：1.5．說明應該是混合氣體CO和CO₂．
點評：本題考查了如何探究物質的性質和變化規律，掌握反應現象與本質的聯系；學會利用猜想和實驗驗證的方法，進行探究物質的組成成分以及含量，并且掌握一氧化碳和二氧化碳的化學性質．