Question

為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下的反應的部分產(chǎn)物并測定鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分數(shù),某化學活動小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,并完成以下實驗探究。

(1)往圓底燒瓶中加入m g鐵碳合金,并滴入過量濃硫酸,未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:①常溫下,Fe在濃硫酸中鈍化;②　　　　　　　　。

(2)反應一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應溫度較高外,還可能的原因是　 。

(3)裝置B的作用是　 。

(4)甲同學觀察到裝置C中有白色沉淀生成,他得出了使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳。裝置A中能產(chǎn)生二氧化碳的化學方程式為　 。

(5)乙同學認為甲同學的結(jié)論是錯誤的,他認為為了確認二氧化碳的存在,需在裝置B-C之間添加裝置M。裝置E、F中盛放的試劑分別是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。重新實驗后觀察到裝置F中的現(xiàn)象是　 　。

(6)有些同學認為合金中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)可用KMnO4溶液來測定(5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O)。

測定鐵元素質(zhì)量分數(shù)的實驗步驟如下:

Ⅰ.往燒瓶A中加入過量的還原劑使溶液中的Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+,過濾,得到濾液B;

Ⅱ.將濾液B稀釋為250 mL;

Ⅲ.取稀釋液25.00 mL,用濃度為c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定實驗所需KMnO4溶液體積的平均值為V mL。

①步驟Ⅱ中,將濾液B稀釋為250 mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還必須要用到的是　　　　。 

②丙同學設(shè)計了下列滴定方式(夾持儀器省略),最合理的是　　　　(填字母序號)。 

③滴定過程中　　　　(填“需要”或“不需要”)加入指示劑。

④鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為　 。

 

Answer 1

(1)常溫下碳與濃硫酸不反應

(2)鐵、碳在酸溶液中形成原電池

(3)檢驗SO2的存在

(4)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O

(5)酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案)　品紅溶液

品紅溶液不褪色或無明顯現(xiàn)象

(6)①250 mL容量瓶�、�b�、鄄恍枰�　④×100%

【解析】(1)合金中碳性質(zhì)不活潑,在常溫下與濃硫酸不發(fā)生反應;(2)反應一段時間后,濃硫酸變成稀硫酸,鐵、碳和稀硫酸發(fā)生原電池反應;(3)裝置B中品紅溶液用于檢驗反應產(chǎn)物SO2;(4)碳與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應,化學方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O;(5)因為SO2也能使澄清石灰水變渾濁,所以甲同學結(jié)論錯誤,為了確認二氧化碳存在,必須排出SO2的干擾,E中盛放酸性高錳酸鉀溶液,F中盛放品紅溶液,品紅溶液紅色不褪色,證明SO2已不存在;(6)①稀釋或配制一定體積溶液必須使用相應規(guī)格的容量瓶,②酸性KMnO4溶液和酸性稀釋液應使用酸式滴定管,a、c均不正確,③酸性KMnO4溶液本身為紫紅色,當?shù)稳胱詈笠坏伟敕昼妰?nèi)不褪色,即為終點,因此不需另用指示劑,④由滴定原理n(Fe2+)=5n(Mn),合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為w(Fe)=×100%=×100%。