Question

【題目】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量分數(shù)，某化學活動小組設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常溫下碳與濃硫酸不反應；② 。

（2）點燃酒精燈，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量分數(shù)可用KMnO4溶液來測定。（5Fe2+ + MnO4－ + 8H+＝5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O）。測定鐵元素質量分數(shù)的實驗步驟如下：

Ⅰ．往燒瓶A中加入過量銅使溶液中的Fe3+完全轉化為Fe2+，過濾，得到濾液B；

Ⅱ．將濾液B稀釋為250mL；

Ⅲ．取稀釋液25.00mL，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250mL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 判斷滴定終點的標志是 。

③ 鐵碳合金中鐵元素的質量分數(shù)為 。

Answer 1

【答案】（1）常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化；

（2）鐵、碳在硫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）① 250mL容量瓶；② 滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且三十秒內不褪色；③。

【解析】

試題分析：(1)分液漏斗中盛放的是濃硫酸，濃硫酸和鐵發(fā)生鈍化反應，阻礙反應的進行；(2)加入的是鐵碳合金，構成原電池，加快反應速率；(3)鐵和濃硫酸反應生成SO2，品紅溶液檢驗SO2，品紅溶液褪色，說明溶液中含有SO2；(4)C和濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應，C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；(5)SO2能使澄清石灰水變渾濁，因此需要除去SO2，利用SO2的還原性，通過溴水或高錳酸鉀溶液，然后驗證SO2是否完全被吸收，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生CO2；(6)①還需要用250mL容量瓶；②滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且三十秒內不褪色；③鐵元素的質量為V×10－3×c×5×56×250/25g=2.8vCg，質量分數(shù)為2.8Vc/m×100%。