Question

某研究性學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產物成分進行研究。
（查閱資料：①氮氣不與碳、氧化鐵發生反應；②氫氧化鋇易溶于水，氫氧化鈣微溶于水。）

（1）[提出假設]①該反應的氣體產物是CO_2  ；②該反應的氣體產物是CO；
③該反應的氣體產物是               ；
（2）[設計方案]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。
（3）[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的硬質玻璃管中；
②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣，目的是                    ；
③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水（足量）變渾濁；
④待反應結束，再緩緩通入一段時間氮氣目的是                      ，冷卻至室溫，稱得硬質玻璃管和固體總質量為52.4g；
⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質量為2.00g。
（4）[數據處理]根據實驗數據分析，寫出該實驗中氧化鐵與碳發生反應的化學方程式：
                                                            ；
（5）[實驗優化]A. 甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba（OH）₂溶液，其理由是：
①                                                      ；
②鋇的相對原子質量較大，生成的沉淀質量較大，稱量時誤差較小；
B. 乙同學從環境保護的角度，提出一個優化方案是：                  。

Answer 1

（1）③CO₂和CO； （3）②排盡裝置中的空氣； ④使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收；
（4）Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑
（5）A．①氫氧化鋇易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳 ； B．點燃或收集尾氣

試題分析：（1）①該反應的氣體產物是CO₂．②該反應的氣體產物是CO．③該反應的氣體產物是二氧化碳和一氧化碳；（3）步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為：排盡裝置中的空氣；使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收；（4）根據實驗數據分析可知，該實驗中氧化鐵與碳發生反應生成了鐵、一氧化碳和二氧化碳；化學方程式是：Fe₂O₃+2C2Fe+CO₂↑+CO↑；（5）①甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba（OH）₂溶液，其理由是氫氧化鋇易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳；B．尾氣擴散到空氣中會污染環境.