Question

某研究性學習 小組對過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產(chǎn)物成分進行研究。
（1）提出假設(shè) 
①該反應的氣體產(chǎn)物是CO₂。 ②該反應的氣體產(chǎn)物是CO。 ③該反應的氣體產(chǎn)物是_____________。
設(shè)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(zhì)量比。

（2）查閱資料
氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應。實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應制得氮氣。
①請寫出該反應的離子方程式____________________。
②該實驗裝置與實驗室制取下列氣體相同的是________（填標號）；
A、用稀鹽酸和鋅反應制H₂  
B、用MnO₂和濃鹽酸加熱反應制Cl₂ 
C、用KClO₃與MnO₂共熱反應制O₂
（3）實驗步驟
① 按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中；
②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣；
③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水（足量）變渾濁；
④待反應結(jié)束，再緩緩通入一段時間的氮氣。冷卻至室溫，稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g；
⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。
步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為________。
（4）數(shù)據(jù)處理試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，寫出該實驗中氧化鐵與碳發(fā)生反應的化學方程式
________________________。
（5）實驗優(yōu)化  
學習小組有同學認為應對實驗裝置進一步完善。
①甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba(OH)₂溶液，其理由是________________。
②從環(huán)境保護的角度，請你再提出一個優(yōu)化方案將此實驗裝置進一步完善：________。

Answer 1

（1）CO₂、CO的混合物
（2）NH₄⁺+NO₂^-== N₂↑+2H₂O；B
（3）步驟②中是為了排盡空氣；步驟④是為了趕出所有的CO₂，確保完全吸收
（4）2C+Fe₂O₃2Fe+CO↑+CO₂↑
（5）①Ba(OH)₂溶解度大，濃度大，使CO₂被吸收的更完全；M(BaCO₃)＞M(CaCO₃)，稱量時相對誤差��；②在尾氣出口處加一點燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置