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(cè)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(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（夾持儀器已省略）和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

I 測(cè)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(chēng)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(shí)，停止加熱，拆下E并稱(chēng)重，E增重b g。鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____________________（寫(xiě)表達(dá)式）。

（3）裝置C的作用______________________________________________。

（4）甲同學(xué)認(rèn)為，依據(jù)此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能會(huì)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(shí)驗(yàn)測(cè)得合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可能會(huì)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(wú)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】（1）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）×100%

（3）除去CO2中的SO2

（4）空氣中CO2、H2O進(jìn)入E管使b增大

（5）空氣中CO2、H2O進(jìn)入E管使b增大；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，F(xiàn)e被濃H2SO4鈍化，碳不與濃H2SO4反應(yīng)

（7）2Fe+6H2SO4（濃）Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O

【解析】

試題分析：在裝置A中發(fā)生Fe和C與濃硫酸的反應(yīng)，產(chǎn)生CO2、SO2和鐵的氧化物，裝置B檢驗(yàn)SO2，裝置C吸收SO2，裝置D干燥氣體的，裝置E是吸收CO2的，E增重的質(zhì)量b是CO2的質(zhì)量．

（1）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）稱(chēng)取mg鐵碳合金，加入過(guò)量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E裝置并稱(chēng)重，E增重bg，則生成二氧化碳的質(zhì)量為bg，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量為g=g，則含鐵的質(zhì)量為ag-g，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%；

（3）裝置C是利用高錳酸鉀溶液的強(qiáng)氧化性吸收二氧化硫，5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，所以裝置C的作用是除去CO2中的SO2；

（4）空氣中CO2、H2O進(jìn)入E管使b增大，則求出的二氧化碳的質(zhì)量偏大，即碳的質(zhì)量偏大，所以鐵的質(zhì)量偏小，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏��；

（5）E中所裝試劑為堿石灰，可吸收空氣中CO2、H2O使b增大，改進(jìn)的方法是增加一個(gè)盛堿石灰的干燥管防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入；裝置中生成的二氧化碳不能全部被堿石灰吸收會(huì)導(dǎo)致b偏低；

（6）往A中滴加足量的濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)；

（7）鐵和過(guò)量濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+6H2SO4（濃）Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O。