Question

【題目】現(xiàn)有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物)，某化學(xué)興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究濃硫酸的某些性質(zhì)，設(shè)計了下圖所示的實驗裝置（夾持儀器已省略）和實驗方案進(jìn)行實驗探究。

I．測定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

（1）檢查上述裝置氣密性的一種方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞，在E裝置后面連上一根導(dǎo)管，然后___________________________________________________________________，則證明裝置的氣密性良好。

（2）稱量E的質(zhì)量，并將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中，再加入足量的濃硫酸，待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重b g。鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________(寫表達(dá)式)。

（3）裝置C的作用______________________________________________。s5

（4）甲同學(xué)認(rèn)為，依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù)，計算合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能會偏低，原因是空氣中CO2、水蒸氣進(jìn)入E管使b增大。你認(rèn)為改進(jìn)的方法是________________________________________。

（5）乙同學(xué)認(rèn)為，即使甲同學(xué)認(rèn)為的偏差得到改進(jìn)，依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可能會偏高。你認(rèn)為其中的原因是________________________________________________________。

Ⅱ．探究濃硫酸的某些性質(zhì)：

（6）往A中滴加足量的濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無明顯現(xiàn)象，其原因是：_______________________________________。

（7）A中鐵與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。

Answer 1

【答案】 把導(dǎo)管放入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱后導(dǎo)管產(chǎn)生一段水柱 ×100% 除去CO2中的SO2 在裝置E的后邊再連接一個與E相同的裝置 反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體未能完全排到裝置E中，導(dǎo)致b偏低 常溫下，F(xiàn)e被濃H2SO4鈍化，碳不與濃H2SO4反應(yīng) 2Fe ＋ 6 H2SO4(濃)Fe2(SO4)3 ＋ 3SO2↑ ＋ 6H2O

【解析】考查實驗方案設(shè)計與評價，（1）檢驗此裝置的氣密性，根據(jù)提示，利用的是類似檢驗氧氣的氣密性的方法，即把導(dǎo)管放入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱后導(dǎo)管產(chǎn)生一段水柱；（2）鐵、C在加熱條件下，與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2和CO2，品紅溶液作用是檢驗SO2，足量酸性高錳酸鉀溶液除去SO2，濃硫酸作干燥劑，堿石灰作用吸收產(chǎn)生的CO2，根據(jù)碳元素守恒，n(C)=n(CO2)=b/44mol，則鐵的質(zhì)量為(a－b×12/44)g=(11a－3b)/11g，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(11a－3b)/11a；（3）根據(jù)上述分析，高錳酸鉀的作用是除去CO2中的SO2；（4）在裝置E的后邊再連接一個與E相同的裝置 ；（5）偏高的原因是CO2未被完全被吸收，造成計算出C的質(zhì)量偏低，即鐵的質(zhì)量偏高，因此原因是：反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體未能完全排到裝置E中，導(dǎo)致b偏低；（6）常溫下，Fe被濃H2SO4鈍化，碳不與濃H2SO4反應(yīng)；（7）濃硫酸體現(xiàn)強(qiáng)氧化性，把Fe氧化成Fe3＋，硫酸本身被還原成SO2，反應(yīng)方程式為：2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。