Question

某化學(xué)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(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，兩個容器中的碳粉都已完全消失．該小組成員對兩容器中反應(yīng)后的氣體進行如下探究：
（1）小紅同學(xué)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(xué)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：
①裝置B中濃硫酸的作用是

 

．
②若小明的猜想成立，則裝置A中的實驗現(xiàn)象是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．裝置C玻璃管中的實驗現(xiàn)象是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）小芳同學(xué)對乙容器中氣體的組成提出了除上述猜想外的另一種合理猜想，她的猜想是

 

，于是她設(shè)計了下列實驗方案驗證其猜想：
【步驟1】先加熱裝有銅絲網(wǎng)的玻璃管一段時間后，再通入乙中的氣體，觀察現(xiàn)象．
【步驟2】將乙中的氣體通入澄清石灰水中，觀察現(xiàn)象．
指導(dǎo)老師在分析其實驗方案后，指出了其中存在的錯誤或不足．
①步驟1應(yīng)先通入乙中氣體一段時間后方可加熱，你認為這樣修改的原因是

 

．
②沒有必要進行步驟2的實驗，其理由是

 

．
（4）若反應(yīng)前甲、乙兩容器中炭粉與氧氣的質(zhì)量比分別表示為（

m c

m o 2

）_甲和（

m c

m o 2

）_乙，當(dāng)小明和小芳的猜想均成立時，則 （

m c

m o 2

）_甲

 

（

m c

m o 2

）_乙填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

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(jù)反應(yīng)物和生成物，按照書寫化學(xué)方程式的步驟完成化學(xué)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(yīng)生成氧化銅；
（4）氧氣的質(zhì)量一定，根據(jù)碳的多少判斷比值的大�。�

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(yīng)，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(xù)反應(yīng)；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(xué)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(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）當(dāng)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(wǎng)，注意開始反應(yīng)時要把裝置內(nèi)的空氣排出，防止空氣中的氧氣對實驗結(jié)果造成影響；
（4）氧氣的質(zhì)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(nèi)氧氣有剩余，說明碳少，故（

m c

m o 2

）_甲＞（

m c

m o 2

）_乙．
故答案為：
（1）③④；
（2）①干燥氣體；  ②澄清石灰水變渾濁； CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
紅色粉末變?yōu)楹谏��?nbsp;3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）氧氣和二氧化碳； ①排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾； ②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(yīng)的知識的考查，解決的關(guān)鍵是對可能組合問題的探討，然后根據(jù)不同組合的物質(zhì)的性質(zhì)進行實驗驗證，此題難度較大．