某学习小组对过量炭粉与氧化铁反应后的气体产物成分进行研究。
(提出问题)学完完全燃烧与不完全燃烧后,知道碳在质量不同的氧气中燃烧可以生成二氧化碳或一氧化碳,那过量的炭粉与氧化铁反应后的气体产物有哪些可能呢?
(提出假设)假设1:只有二氧化碳;
假设2:{#blank#}1{#/blank#};
假设3:二氧化碳和一氧化碳的混合气体。
(设计方案)如图1所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
(查阅资料)氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵(NH4Cl)溶液和亚硝酸钠(NaNO2)溶液混合加热反应制得氮气,同时生成氯化钠和一种常见的液体。请写出该反应的化学方程式:{#blank#}2{#/blank#}。
(实验操作及实验现象)
①按上图连接装置(未装药品),并检查装置的气密性,方法是先夹紧弹簧夹,在右侧导管处连接一注射器,将注射器活塞往里推一段距离,松手后观察到{#blank#}3{#/blank#}现象,说明装置气密性良好。
②称取3.20g氧化铁和2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
③加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气,目的是{#blank#}4{#/blank#}。
④停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊,该现象说明{#blank#}5{#/blank#}。
⑤待反应结束,应先{#blank#}6{#/blank#},再{#blank#}7{#/blank#}(填“熄灭酒精喷灯”或“打开弹簧夹、继续通氮气”),冷却至室温后停止通入氮气,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g。(已知氧化铁被完全还原成铁单质)。
(数据处理)经计算,参加反应的碳元素质量为0.48g,生成的气体中碳元素与氧元素的质量比为{#blank#}8{#/blank#}。
(得出结论)根据数据处理结果判断,得出假设{#blank#}9{#/blank#}成立。
(实验反思)有同学认为也可以将图1中虚线内B装置换成图2装置,图2装置中你认为最为合理的是{#blank#}10{#/blank#}。