Question

已知木炭粉（假設木炭粉中不含其他雜質）和Fe₂O₃，在加熱條件下發生化學反應，興趣小組同學對該實驗進行如下探究．
I  生成固體組成分析
（1）實驗過程中可以觀察到有黑色固體生成，小亮認為生成了鐵粉，但小靈卻有不同看法，理由是______．
（2）為進一步確定黑色固體成分，小歡將生成的固體溶于足量稀硫酸，發現有大量氣泡產生，若同時出現______的現象，則生成的黑色固體全部是鐵．
Ⅱ生成氣體成分分析
提出假設：生成氣體的可能組成有三種：
假設1：生成氣體是二氧化碳；
假設2：生成氣體是一氧化碳；
假設3：生成氣體是______．
設計實驗：為確定生成氣體的組成，小組同學設計實驗裝置如圖．
（1）實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，分析不通入空氣的主要理由是______填序號）．
A．空氣中的二氧化碳會使石灰水變渾濁
B．空氣中的氧氣會和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果
C．空氣中的二氧化碳、水蒸氣會和木炭粉反應生成CO而干擾實驗結果
（2）定性研究：若實驗過程中可以觀察到澄清石灰水變渾濁，則證明反應生成的氣體中
一定含有______．
（3）定量研究：現準確稱取16.0g氧化鐵與2.4g木炭粉混合，在上述裝置中完全反應．測得剩余固體質量為11.2g，且能完全溶于稀鹽酸．
實驗結論：處理上述實驗數據后可知，假設______正確．

Answer 1

【答案】分析：黑色固體有碳粉、鐵粉、四氧化三鐵等，將生成的固體溶于足量稀硫酸，發現有大量氣泡產生，若同時出現固體全部溶解，則生成的黑色固體全部是鐵．生成的氣體可能是：二氧化碳、一氧化碳或CO和CO₂的混合物；實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，分析不通入空氣的主要理由是：空氣中的氧氣會和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果；空氣中的二氧化碳、水蒸氣會和木炭粉反應生成CO而干擾實驗結果．若實驗過程中可以觀察到澄清石灰水變渾濁，則證明反應生成的氣體中一定含有二氧化碳；定量研究：反應的氧元素的質量=16.0g-11.2g=4.8g，2.4g碳全部生成二氧化碳需要氧氣6.4g，全部生成一氧化碳生成需要氧氣3.2g，而本題中3.2g＜4.8g＜6.4g，因此生成的氣體是CO和CO₂的混合物．
解答：解：I． 黑色固體有碳粉、鐵粉、四氧化三鐵等，將生成的固體溶于足量稀硫酸，發現有大量氣泡產生，若同時出現固體全部溶解，則生成的黑色固體全部是鐵．故答案為：（1）有木炭粉剩余或生成四氧化三鐵均為黑色 （2）固體全部溶解
Ⅱ． 生成的氣體可能是：二氧化碳、一氧化碳或CO和CO₂的混合物；實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，分析不通入空氣的主要理由是：空氣中的氧氣會和木炭粉反應生成CO或CO₂而干擾實驗結果；空氣中的二氧化碳、水蒸氣會和木炭粉反應生成CO而干擾實驗結果．若實驗過程中可以觀察到澄清石灰水變渾濁，則證明反應生成的氣體中一定含有二氧化碳；定量研究：反應的氧元素的質量=16.0g-11.2g=4.8g，2.4g碳全部生成二氧化碳需要氧氣6.4g，全部生成一氧化碳生成需要氧氣3.2g，而本題中3.2g＜4.8g＜6.4g，因此生成的氣體是CO和CO₂的混合物，假設3正確．故答案為：CO和CO₂的混合物；（1）BC   （2）CO₂      （3）3
點評：本考點屬于實驗探究題，有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．本考點主要出現在實驗題中．