Question

某化學(xué)興趣小組在甲、乙兩個(gè)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(gè)容器中的碳粉已完全消失．該小組成員對(duì)兩容器中反應(yīng)后的氣體進(jìn)行如下探究：
（1）小紅同學(xué)對(duì)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(rèn)為上述猜想中明顯不合理的有

 

（填序號(hào)）．
（2）小明同學(xué)認(rèn)為甲容器中的氣體還可能是CO和CO₂的混合氣體，為了驗(yàn)證自己的猜想，他準(zhǔn)備按如圖所示裝置進(jìn)行探究．
請(qǐng)你回答下列問(wèn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．裝置C玻璃管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）小芳同學(xué)對(duì)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(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證其猜想：
[步驟1]先加熱裝有銅絲網(wǎng)的玻璃管一段時(shí)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(shí)驗(yàn)方案后，指出了其中存在的錯(cuò)誤或不足．
①步驟1應(yīng)先通入乙中氣體一段時(shí)間后方可加熱，你認(rèn)為這樣修改的原因是

 

．
②沒(méi)有必要進(jìn)行步驟2的實(shí)驗(yàn)，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(

mc

mo2

)甲和(

mc

mo2

)乙，當(dāng)小明和小芳的猜想均成立(

mc

mo2

)甲

 

(

mc

mo2

)乙（填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

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(guò)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?yàn)樘荚谘鯕庵谐浞秩紵�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�(yàn)橛刑紖⒓恿朔磻?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(huì)繼續(xù)反應(yīng)；故選③④；
（2）驗(yàn)證一氧化碳和二氧化碳的混合氣體時(shí)，要先用石灰水檢驗(yàn)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(yàn)一氧化碳，化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）當(dāng)氧氣過(guò)量時(shí)，乙容器中的混合氣體是氧氣和二氧化碳的混合物，驗(yàn)證這種組合時(shí)主要是檢驗(yàn)氧氣的存在，檢驗(yàn)氧氣可通過(guò)灼熱的網(wǎng)，注意開(kāi)始反應(yīng)時(shí)要把裝置內(nèi)的空氣排出，防止空氣中的氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shuō)明氧氣量不足，說(shuō)明碳多，乙容器內(nèi)氧氣有剩余，說(shuō)明碳少，故(

mc

mo2

)甲＞(

mc

mo2

)乙（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?yōu)楹谏?nbsp; 3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+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(diǎn)評(píng)：此題是對(duì)碳與氧氣反應(yīng)的知識(shí)的考查，解決的關(guān)鍵是對(duì)可能組合問(wèn)題的探討，然后根據(jù)不同組合的物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此題難度較大．