Question

某研究性学习小组对碳粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究．
【提出假设】该反应的气体产物可能是CO₂、或CO、或CO₂和CO的混合物．
【查阅资料】氮气不与碳、氧化铁发生反应．
【实验方案】设计如下图所示装置，将一定量的氧化铁和炭粉在隔绝空气的条件下充分反应，来测定反应后的气体成分．

【实验操作】
①按上图连接装置，并检查装置的气密性．
②称取51.68g氧化铁和炭粉混合物，放入硬质玻璃管中．
③通一段时间纯净干燥的氮气，停止通入氮气后，夹紧弹簧夹．
④加热，使反应物充分反应．
⑤反应结束时停止加热，再缓缓通入一段时间的氮气．
⑥冷却至室温，称得固体质量为50.24g、A增重0.88g．
【交流讨论】
（1）写出装置中除硬质玻璃管外的另一种玻璃仪器名称______．
（2）步骤③通入N₂的目的是______；B中澄清石灰水的作用是______．
（3）A中发生的反应的化学方程式为______．
（4）可以判定反应结束的实验现象是______．
（5）通过实验分析，该反应的气体产物是______，其依据是______．
（6）检验反应后的固体中炭粉是否有剩余的实验步骤是：①取少量反应后的固体样品放入小烧杯；②向其中加入足量的______；③观察到______；④固体中含有剩余的炭粉．

Answer

【交流讨论】
（1）熟悉常见仪器的材料；
（2）通入N2的目的是排尽空气；澄清石灰水可检验二氧化碳的存在；
（3）氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳，生成碳酸钠和水；
（4）气体不再产生就是实验结束；
（5）从如果全部是二氧化碳，减少的反应物质量应等于A中增重（CO2的质量）考虑；
（6）根据炭粉不与酸反应，而炭与氧化铁反应的固体产物铁能与酸反应判断．
【解析】
（1）图中的试管也是玻璃仪器；
故答案为：试管；
（2）氮气不与碳、氧化铁发生反应．而空气中的一些气体却能反应，所以通入氮气的目的是排尽空气；B中澄清石灰水的作用是检验A是否将二氧化碳是否吸收完全．
故答案为：排尽空气，检验A是否将二氧化碳是否吸收完全；
（3）A中发生的反应的化学方程式为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
故答案为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
（4）气体不再产生就是实验结束，即试管A和B中均无气泡产生；
故答案为：试管A和B中均无气泡产生；
（5）如果全部是二氧化碳，减少的反应物质量应等于A中增重（CO2的质量），但减少的反应物质量多于A中增重（CO2的质量），说明该反应的气体产物是CO2和CO的混合物．
故答案为：CO2和CO的混合物，减少的反应物质量多于A中增重（CO2的质量）；
（6）若要检验反应后的固体中炭粉是否有剩余，可向烧杯中加入足量的稀盐酸或稀硫酸，炭粉不与酸反应，而炭与氧化铁反应的固体产物铁能与酸反应．烧杯底部有不溶解的黑色固体，说明固体中含有剩余的炭粉．
故答案为：向烧杯中加入足量的稀盐酸或稀硫酸；烧杯底部有不溶解的黑色固体．