某研究性学习 小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。 (1)提出假设 ①该反应的气体产物是CO 2 。 ②该反应的气体产物是CO。 ③该反应的气体产物是_____________。 设计方案 如图所示,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。 (2)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饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO 2 )饱和溶液混合加热反应制得氮气。 ①请写出该反应的离子方程式____________________。 ②该实验装置与实验室制取下列气体相同的是________(填标号); A、用稀盐酸和锌反应制H 2 B、用MnO 2 和浓盐酸加热反应制Cl 2 C、用KClO 3 与MnO 2 共热反应制O 2 (3)实验步骤 ① 按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃; ②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气; ③停止通入N 2 后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊; ④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃固体总质量为52.24g; ⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。 步骤②、④中都分别通入N 2 ,其作用分别为________。 (4)数据处理试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式 ________________________。 (5)实验优化 学习小组有同学认为实验装置进一步完善。 ①甲同学认为:澄清石灰水换成Ba(OH) 2 溶液,其理由是________________。 ②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:________。