Question

【題目】某化學興趣小組在一個充滿O2的密閉容器中加入一定量的碳粉，在高溫條件下使其充分反應，待反應結束后，容器中的碳粉已完全消失。該小組成員對容器中反應后的氣體成分進行如下探究：

（查閱資料）①CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；

②濃硫酸能吸收氣體中的水分。

（知識回顧）碳充分燃燒和不充分燃燒的產物是不同的，寫出碳不充分燃燒的化學方程式：_____。

（提出猜想）

（1）小紅對容器中氣體的成分提出如下四種猜想，你認為猜想不合理的有_____（填字母）。

A C和CO B 只有CO C CO和O2的混合氣體 D 只有CO2

（2）小明猜想容器中的氣體可能是CO和CO2的混合氣體；小強猜想可能是CO2和O2的混合氣體。小明和小強均開展了以下實驗探究來驗證自己的猜想是否正確。

（實驗探究1）小明為了驗證自己的猜想，按如圖所示裝置進行探究。

請回答下列問題：

（1）裝置B中NaOH溶液的作用是_____。

（2）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D玻璃管中的實驗現象是_____，反應的化學方程式是_____。

（實驗探究2）小強把小明實驗中的氧化銅換成了銅絲網，并去掉E裝置驗證其猜想。若小強的猜想成立，則裝置D中的實驗現象是_____。

（反思交流）有同學認為，小強應先通入容器中氣體一段時間后方可加熱，你認為這樣修改的原因是_____。

（拓展延伸）若反應前容器中碳粉的質量為6g且小明的猜想成立，則容器中氧氣質量的取值范圍是_____。

Answer 1

【答案】2C+O22CO； AC； 除去二氧化碳； 澄清石灰水變渾濁； CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O； 黑色粉末變為紅色； Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 紅色固體變黑； 排盡玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾； 8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。

【解析】

[知識回顧]碳不充分燃燒生成一氧化碳，化學方程式為2C+O22CO；

[提出猜想]碳不是氣體，CO和O2點燃的條件下會繼續反應，不會共存，猜想不合理的是AC；

[實驗探究1]（1）由于二氧化碳能與氫氧化鈉反應，所以裝置B中NaOH溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳；

（2）若小明的猜想成立，則裝置A中的實驗現象是澄清石灰水變渾濁，反應的化學方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；裝置D玻璃管中的實驗現象是紅色粉末變成黑色，反應的化學方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

[實驗探究2]如果氧氣過量，則乙容器中氣體的組成是CO2和O2的混合氣體；加熱條件下，銅能和氧氣反應生成氧化銅，所以紅色粉末變成黑色；

[反思交流]應先通入乙中氣體一段時間后方可加熱，這樣修改的原因是排凈玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾；

[拓展延伸]設碳完全炭燒生成二氧化碳時，氧氣的質量為x

解得：x＝16g

設碳不完全炭燒生成一氧化碳時，氧氣的質量為y

解得：y＝8g；

所以若反應前容器中碳粉的質量為6g且小明的猜想成立，則容器中氧氣質量的取值范圍是大于8g，且小于16g；故填：大于8g，且小于16g。