某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉,在高温条件下使其充分反应,待反应结束后,容器中的碳粉...
问题详情:
某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉,在高温条件下使其充分反应,待反应结束后,容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究:
【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的,写出碳不充分燃烧的化学方程式: 。
【提出猜想】
(1)小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想,你认为其中明显不合理的有 (填字母)。
A.C和CO B.只有CO C.CO和O2的混合气体 D.只有CO2
(2)小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体;小强认为容器中的气体还可能是 。
【实验探究1】小明为了验*自己的猜想,按如图所示装置进行探究。
请回答下列问题:
(3)装置B中NaOH溶液的作用是 。
(4)若小明的猜想成立,则装置A中的实验现象是 ,反应的化学方程式是 ,装置D玻璃管中的实验现象是 ,反应的化学方程式是 。
【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铁换成了铜丝网,并去掉E装置验*其猜想。
若小强的猜想成立,则装置D中的实验现象是 。
【反思交流】有同学认为,小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热,你认为这样修改的原因是 。
【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立,则容器中氧气质量的取值范围是 。
【回答】
【知识回顾】2C+O22CO
【提出猜想】(1)AC (2)CO2和O2 (3)吸收二氧化碳 (4)澄清石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;红棕*粉末变成黑*粉末;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【实验探究2】铜网由红*变成黑*
【反思交流】防止空气中氧气干扰实验对氧气的检验,防止加热时发生*
【拓展延伸】8g<mO2<16g
解析:【知识回顾】
碳不充分燃烧生成一氧化碳,反应的化学方程式为:2C+O22CO。
故填:2C+O22CO。
【提出猜想】
(1)其中明显不合理的有A、C,这是因为碳粉已经消失,一氧化碳在高温条件下能和氧气反应生成二氧化碳。
故填:AC。
(2)小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体;小强认为容器中的气体还可能是CO2和O2。
故填:CO2和O2。
(3)装置B中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳。
故填:吸收二氧化碳。
(4)若小明的猜想成立,则二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,因此装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊;
装置D玻璃管中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,实验现象是红棕*粉末变成黑*粉末,反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
故填:澄清石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;红棕*粉末变成黑*粉末;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【实验探究2】
若小强的猜想成立,则装置D中的铜和氧气反应生成黑*固体氧化铜,实验现象是铜网由红*变成黑*。
故填:铜网由红*变成黑*。
【反思交流】
有同学认为,小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热,这样修改的原因是防止空气中氧气干扰实验对氧气的检验,防止加热时发生*。
故填:防止空气中氧气干扰实验对氧气的检验,防止加热时发生*。
【拓展延伸】
设6g碳粉完全燃烧需要氧气质量为x,不完全燃烧需要氧气质量为y,
C+O2CO2,
12 32
6g x
=,
x=16g,
2C+O22CO,
24 32
6g y
=,
y=8g,
由以上分析可知,若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立,则容器中氧气质量的取值范围是:8g<mO2<16g,
故填:8g<mO2<16g。
知识点:二氧化碳和一氧化碳
题型:实验题