Question

11．某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應所得固體M的成分，設計了如圖裝置：
傾斜A使稀硫酸（足量）與固體M充分反應，待反應停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應后進入量氣管的氣體的體積為VmL（已折算成標準狀況）．由上述實驗事實可知：
（1）①固體M中一定含有的物質是Fe、FeS（填化學式），理由是裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵．
②其中一種物質的質量可以確定為2.5×10^-3V（用代數(shù)式表示）g．
（2）B裝置的名稱是洗氣瓶；寫出B裝置中反應的化學方程式：2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S．
（3）C裝置的作用是檢驗硫化氫氣體是否完全被B裝置吸收，如果實驗中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色沉淀．
（4）稀硫酸和固體M反應后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是硫，要分離出該固體，在實驗操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒．
（5）通過進一步實驗，測得固體M中各種成分的質量之和小于反應前鐵粉和硫粉的質量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是bc．
a．M中有未反應的鐵和硫
b．測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面
c．A中留有反應生成的氣體
d．氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥．

Answer 1

分析 （1）鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應，裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵，根據(jù)氫氣的體積可計算出鐵的質量；
（2）根據(jù)B裝置的作用分析；氫氧化鈉和硫化氫反應生成硫化鈉和水；
（3）C裝置作用為檢驗硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會和硫酸銅反應生成黑色的硫化銅沉淀；
（4）根據(jù)硫的物理性質及過濾操作所需儀器解答；
（5）測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面，則測得氣體體積小于實際體積，造成據(jù)此計算出固體M中鐵的質量比實際偏�。�

解答 解：（1）①鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應，裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵，通過以上分析知，固體中含有Fe、FeS，
故答案為：Fe、FeS；裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵；
②其中一種物質的質量可以確定為鐵，鐵和硫酸反應的離子方程式為：
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
56g                22.4L
m                    V×10^-3L
m=$\frac{56g×V×1{0}^{-3}L}{22.4L}$=2.5×10^-3Vg；
其中一種物質的質量可以確定為2.5×10^-3Vg，
故答案為：2.5×10^-3V；
（2）B裝置能吸收氣體，為洗氣瓶，硫化氫和氫氧化鈉反應生成硫化鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S，
故答案為：洗氣瓶；2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S；
（3）C裝置作用為檢驗硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會和硫酸銅反應生成黑色的硫化銅沉淀；
故答案為：檢驗硫化氫氣體是否完全被B裝置吸收；硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色沉淀；
（4）稀硫酸和固體M反應后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是硫，硫不溶于水，故可采取過濾方法分離，過濾所需儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒；
故答案為：硫；漏斗；玻璃棒；
（5）測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面，則測得氣體體積小于實際體積，造成據(jù)此計算出固體M中鐵的質量比實際偏小，測得固體M中各種成分的質量之和小于反應前鐵粉和硫粉的質量之和，M中有未反應的鐵和硫；因測量氣體的體積是通過排出水的體積來測量的，只要生成氣體，由于壓強增大，氣體就膨脹，排出水，增加的氣體可排出水的體積相同，故A中留有反應生成的氣體，氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥都不影響氣體的體積，
故答案為：bc．

點評 本題考查了探究物質組成的測定，明確物質的性質是解本題關鍵，再結合物質之間的反應來分析解答，知道每個裝置中發(fā)生的反應，題目難度中等．