Question

【題目】已知木炭粉與某紅棕色粉末在高溫下反應生成二氧化碳和鐵。某同學設計了一個實驗，證明紅棕色粉末中含有氧元素，并測定其中氧元素的質量分數，裝置如下圖所示。

（1）實驗前，首先要進行的操作是_____；

（2）實驗中，盛放澄清石灰水的試管中出現的現象是_____；

（3）實驗中通入純凈而干燥的氮氣，其目的是_____；

（4）如果3.2 g該紅棕色粉末與碳充分反應，測得澄清石灰水增重1.32 g，則該紅棕色粉末中氧元素的質量分數為_____。

Answer 1

【答案】通入氮氣，趕盡管內空氣 澄清石灰水變渾濁 防止空氣中二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應，氮氣中的水分也會影響對生成二氧化碳質量的測定 30%

【解析】

碳和氧化鐵高溫高溫生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳點燃生成二氧化碳。

（1）為避免管內空氣對實驗結果的影響，實驗前應通入性質穩定的氮氣把管內空氣全部排出，故首先要進行的操作是通入氮氣，趕盡管內空氣。

（2）在加熱條件下，炭粉與紅棕色粉末發生反應生成的二氧化碳排出，被澄清石灰水吸收，可觀察到澄清石灰水變渾濁，故實驗中，盛放澄清石灰水的試管中出現的現象是澄清石灰水變渾濁。

（3）實驗中通入純凈而干燥的氮氣，可以防止空氣進入，從而防止空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應生成二氧化碳，影響對紅棕色粉末中氧的檢驗與測定；而潮濕的氮氣中的水分也會影響澄清石灰水質量的變化，而使數據不準確而造成測定結果的誤差，故實驗中通入純凈而干燥的氮氣，其目的是防止空氣中二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應，氮氣中的水分也會影響對生成二氧化碳質量的測定。

（4）測得石灰水增重1.32g，即充分反應后生成二氧化碳質量為1.32g；生成的1.32g二氧化碳中氧元素質量為，根據質量守恒定律，二氧化碳中的氧元素全部來自于氧化鐵中，則紅棕色粉末中氧元素的質量為0.96g，故紅棕色粉末中氧元素的質量分數為。