Question

某化學興趣小組在甲、乙兩個充滿O₂的密閉容器中各加入一定量的碳粉，在高溫條件下使其充分反應，待反應結束后，兩個容器中的碳粉已完全消失．該小組成員對兩容器中反應后的氣體進行如下探究：
（1）小紅同學對甲容器中氣體的組成提出如下四種猜想：
①只有CO        ②只有CO₂     ③只有O₂  ④CO和O₂的混合氣體
你認為上述猜想中明顯不合理的有______（填序號）．
（2）小明同學認為甲容器中的氣體還可能是CO和CO₂的混合氣體，為了驗證自己的猜想，他準備按如圖所示裝置進行探究．
請你回答下列問題：
已知裝置B中濃硫酸可以用作干燥劑，用于吸水．若小明的猜想成立，則裝置A中的實驗現象是______，反應的化學方程式是______．裝置C玻璃管中的實驗現象是______，反應的化學方程式是______.2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：（1）碳在氧氣中充分燃燒是二氧化碳，不充分燃燒生成一氧化碳；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳能還原氧化鐵，根據反應物和生成物，按照書寫化學方程式的步驟完成化學方程式；
（3）從氧氣過量的角度考慮生成物，灼熱的銅能和氧氣反應生成氧化銅；
（4）氧氣的質量一定，根據碳的多少判斷比值的大小．
解答：解：（1）因為碳在氧氣中充分燃燒是二氧化碳，不充分燃燒生成一氧化碳；故生成物有可能是二氧化碳，一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳的混合物，或二氧化碳和氧氣的混合物；不可能只有氧氣，因為有碳參加了反應，也不能是一氧化碳和氧氣混合物，如果剩余這兩種氣體它們會繼續反應；故選③④；
（2）驗證一氧化碳和二氧化碳的混合氣體時，要先用石灰水檢驗二氧化碳，化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；再用氧化鐵和石灰水檢驗一氧化碳，化學方程式為：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（3）當氧氣過量時，乙容器中的混合氣體是氧氣和二氧化碳的混合物，驗證這種組合時主要是檢驗氧氣的存在，檢驗氧氣可通過灼熱的網，注意開始反應時要把裝置內的空氣排出，防止空氣中的氧氣對實驗結果造成影響；
（4）氧氣的質量一定，甲容器中生成一氧化碳，說明氧氣量不足，說明碳多，乙容器內氧氣有剩余，說明碳少，故＞（填．
故答案為：（1）③④
（2）澄清石灰水變渾濁  CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
紅色粉末變為黑色  3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
（3）氧氣和二氧化碳  排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾
碳在充足的氧氣中燃燒生成二氧化碳
（4）＞
點評：此題是對碳與氧氣反應的知識的考查，解決的關鍵是對可能組合問題的探討，然后根據不同組合的物質的性質進行實驗驗證，此題難度較大．