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某研究性學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應中氣體產物的成分進行了研究。

【提出假設】該反應中的氣體產物可能是CO或者是CO₂和CO的混合物。

【查閱資料】氮氣不與碳、氧化鐵發生反應。實驗室可以用飽和氯化銨溶液和飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液混合加熱反應制得氮氣。

【設計方案】如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應，測定參加反應的碳元素與氧元素的質量比。

試回答下列問題：

（1）廣口瓶內盛放的試劑為            ，其作用為                

（2）實驗開始時，應先打開彈簧夾，一段時間后關閉；再點燃酒精噴燈，理由是

（3）稱取3.20g氧化鐵、2.00g炭粉混合均勻，放入質量為48.48g的硬質玻璃管中；待反應結束，再通一段時間的氮氣。冷卻至室溫，稱得硬質玻璃管和固體總質量為51.24g。經進一步測定得知參加反應的氧元素質量為0.96g。從而確認該反應的氣體產物是CO₂和CO的混合物，理由是                                  。根據數據處理結果判斷，反應產生的氣體中n（CO₂）：n（CO）=             。

（4）有同學認為還應對該實驗裝置作進一步完善，你認為應作如何改進？

（8分）某化學興趣小組在甲、乙兩個充滿氧氣的密閉容器中各加入一定量的碳粉，在高溫條件下使其充分反應，待反應結束后，兩個容器中的碳粉都已完全消失。該小組成員對反應后兩容器內氣體進行如下探究：

⑴小紅同學對甲容器中氣體的組成提出如下四種猜想：

①只有CO        ②只有CO₂            ③只有O₂          ④CO和O₂的混合氣體

你認為上述猜想中明顯不合理的是                     （填序號）

⑵小明同學認為甲容器中的氣體還可能是CO和CO₂的混合氣體,為了驗證自己的猜想，他準備按下圖所示裝置進行探究。

請你回答下列問題：

若小明的猜想成立，則裝置A中反應的化學方程式是         ；裝置C玻璃管中的實驗現象是                       ，反應的化學方程式是        。

⑶小芳同學對乙容器中氣體的組成提出了除上述猜想外的另一種合理猜想，她的猜想是                         ，于是她設計了下列實驗方案驗證其猜想：

【步驟1】先加熱裝有銅絲網的玻璃管一段時間后，再通入乙中的氣體，觀察現象；

【步驟2】將乙中的氣體通入澄清石灰水，觀察現象。

指導老師在分析其實驗方案后，指出了其中存在的錯誤或不足。

①步驟1應先通入乙中氣體一段時間后方可加熱。你認為這樣修改的原因是      。

②沒有必要進行步驟2的實驗，其理由是                                  。

⑷若反應前甲、乙兩容器中碳粉與氧氣的質量比分別表示為 (m_C/m_O2)甲

和(m_C/m_O2)乙，當小明和小芳的猜想均成立時，則(m_C/m_O2)甲__________

(m_C/m_O2)_乙（填“﹥”、“﹤”或“=”）。

針對蘇教版化學I第75頁上“鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅溶液等）反應轉化為+2價鐵的化合物，如果與氧化性較強的氧化劑（如氯氣、雙氧水等）反應則轉化為+3價的化合物”的敘述，化學研究性學習小組擬通過以下實驗探究“新制的還原性鐵粉和鹽酸的反應（鐵過量）”。請你參與探究并回答有關問題：

（1）通過簡單的化學實驗檢驗反應后混合物中的二價鐵的實驗方法和現象是         ；但在實驗中往往又看到血紅色迅速褪去，同時溶液呈黃色，其可能的原因是：   ；學生在做實驗時往往滴加雙氧水的濃度過大，或者過量，還看到迅速產生大量氣泡，寫出產生該現象的化學方程式：                               。

（2）有資料介紹“取少量反應液（含二價鐵）先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現血紅色。若再滴加過量新制氯水，卻發現血紅色褪去。同學對血紅色褪去的原因提出各自的假設。某同學的假設是：溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態。”如果+3價鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應的離子方程式            。

（3）探究高鐵酸鉀的某種性質。

【實驗1】將適量K₂FeO₄固體分別溶解于pH 為 4．74、7．00、11．50 的水溶液中，配得FeO₄^2－濃度為 1．0 mmol·L^-1（1mmol·L^—1 =10^—3 mol·L^—1）的試樣，靜置，考察不同初始 pH 的水溶液對K₂FeO₄某種性質的影響，結果見圖1（注：800min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）。

【實驗2】將適量 K₂FeO₄溶解于pH＝4．74 的水溶液中，配制成FeO₄^2－濃度為 1．0 mmol·L^-1 的試樣，將試樣分別置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，考察不同溫度對K₂FeO₄某種性質的影響，結果見圖2。則

①實驗1的目的是                                                     ；

②實驗2可得出的結論是                                              ；

③高鐵酸鉀在水中的反應為4 FeO₄^2—＋10 H₂O4 Fe（OH）₃ ＋8OH^—＋3 O₂↑。由圖1可知，800min時，pH=11．50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH＝4．74的溶液中高，主要原因是                                             。