题目

题型：江苏竞赛题难度：来源：

某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe₂O₃在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下：
(1)提出假设：气体产物全部是CO₂。
(2)查阅资料：a．氮气不能与炭粉及Fe₂O₃反应。 b．高温下可以发生下列反应：
2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑ C+CO₂2CO
(3)设计方案：将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应。用实验中实际测得产生气体的质量，与理论计算得到的CO₂的质量进行比较。
(4)实验装置：如图所示。 
(5)实验操作：
①称量：反应前Fe₂O₃的质量3.20 g；炭粉的质量2.00g；玻璃管C的质量48.48 g。反应后玻璃管与残留固体共52.24 g。
②加热前先通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热。
(6)问题分析：
①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是________________。
②加热前先通一段时间氮气的目的是__________________。
③理论计算：若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO₂，求3.20g氧化铁完全反应时生成CO₂的质量。_______________________
④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量。_________________
⑤结论：___________________(要求简述获得结论的理由)

答案

①获得高温
②清除试管中空气(氧气)，防止炭粉与空气中氧气发生反应
③设3.20 gFe₂O₃与炭粉发生反应生成CO₂的质量为x
2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑
2×160　　　　　 　3×44
3.2 g　　　　　　　 x
x=1.32 g
④实验产物中气体质量为(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g
⑤因为生成的气体质量为1.44 g，大于1.32 g，故气体产物不完全为CO₂，实际是CO₂和CO的混合物，原假设不能成立(其他合理答案亦可)