Question

【题目】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：

【提示】①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；②浓硫酸能吸水。

③碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的。

【提出猜想】

（1）小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想：

A．C和CO B．只有CO C．CO和O2的混合气体 D．只有CO2

你认为上述猜想中明显不合理的有_________（填字母）。

（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】小明为了验证自己的猜想，按如下图所示装置进行探究。

请回答下列问题：

（1）装置B中NaOH溶液的作用是_____________。

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的反应的化学方程式是___________，

CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O装置D玻璃管中的实验现象是______红色粉末变为黑色，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装置验证其猜想。

若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是 __________。

【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__________。

Answer 1

【答案】 AC（多选、少选或错选均不得分） CO2、O2 除去二氧化碳（或吸收二氧化碳） CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 红色粉末变为黑色 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 红色固体变黑（或铜丝网变黑等） 8g～16g或8g＜m（O2）＜16g

【解析】本题考查了碳与氧气反应的知识的，解决的关键是根据碳与不同质量氧气反应可能组合问题的进行分析，然后根据不同组合的物质的性质进行实验验证。

【提出猜想】（1）碳是固体，容器中气体，不能是碳与一氧化碳的混合物，也不能是一氧化碳和氧气混合物，如果剩余这两种气体它们会继续反应，故选AC；

（2）因为碳在氧气中充分燃烧是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，故生成气体有可能是二氧化碳，一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳的混合物，或二氧化碳和氧气的混合物，小强认为容器中的气体还可能是CO2、O2；

【实验探究1】（1）为了排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰，装置B中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳（或吸收二氧化碳）；

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；装置D玻璃管中的实验现象是红色粉末变成黑色，反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．

【实验探究2】若小强的猜想成立，则乙容器中气体的组成是CO2和O2的混合气体；加热条件下，铜能和氧气反应生成氧化铜，所以红色固体变黑（或铜丝网变黑等）；

【拓展延伸】设：碳完全燃烧生成二氧化碳时，所需氧气的质量为x

C+O2CO2

12 32

6g x

x=16g

设碳不完全燃烧生成一氧化碳时，需要氧气的质量为y

2C+O22CO

24 32

6g y

y=8g

所以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大于8g，且小于16g；故答案为：8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。