分析 方案Ⅰ、(1)合金是含碳鐵合金,在濃硫酸中碳和鐵都可以在加熱條件下發(fā)生反應,被濃硫酸氧化;
(2)含碳鐵合金粉末與濃硫酸在一定條件下反應生成產物有二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣,隨反應進行濃硫酸變稀后,鐵和稀硫酸反應生成氫氣,則混合氣體充分主要是二氧化碳、二氧化硫、氫氣、水蒸氣,用下列裝置(加持裝置省略)檢驗產物中除CO2外混合氣體的成分是二氧化硫、氫氣、水蒸氣,通過測量CO2的質量來計算合金的含碳量,依據實驗需求設計連接裝置,應把得到的混合氣體先通過裝置G檢驗生成的水蒸氣,通過裝置B檢驗二氧化硫的存在,通過裝置C除去二氧化硫,通過裝置A除去氣體中的水蒸氣,通過裝置E吸收氣體中二氧化碳,稱量質量變化計算生成的二氧化碳氣體,再通過裝置F和G檢驗是否有氫氣生成;
(3)上述分析可知裝置E中所裝藥品吸收二氧化碳氣體,用于稱量吸收前后質量變化計算二氧化碳質量;
(4)若證明含有氫氣,可以利用裝置F中氧化銅被氫氣還原為紅色銅,裝置G中無水硫酸銅變藍色證明是氫氣還原氧化銅生成了水蒸氣;
(5)驗證混合氣體中是否可能含有CO,利用F一氧化碳含有氧化銅,生成二氧化碳,在G裝置后連接裝有澄清石灰水的洗氣瓶就行檢驗,若變渾濁證明有一氧化碳,否則不含有;
方案Ⅱ、Fe完全反應生成氫氣體積2.24L+1.12L=3.36L,根據n=VVm計算生成氫氣的物質的量,根據電子轉移守恒計算n(Fe),再根據m=nM計算m(Fe),進而計算碳的質量分數.
方案Ⅲ、在燃燒碳的同時鐵也會和氧氣反應,根據碳、鐵與氧氣反應關系可以得出消耗的碳的質量與鐵消耗的氧氣的質量相比要小,以此解答該題.
解答 解:方案Ⅰ、(1)合金是含碳鐵合金,在濃硫酸中碳和鐵都可以在加熱條件下發(fā)生反應,被濃硫酸氧化,碳做還原劑被氧化為二氧化碳,鐵做還原劑被氧化為鐵鹽;
故答案為:C、Fe;
(2)含碳鐵合金粉末與濃硫酸在一定條件下反應生成產物有二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣,隨反應進行濃硫酸變稀后,鐵和稀硫酸反應生成氫氣,則混合氣體充分主要是二氧化碳、二氧化硫、氫氣、水蒸氣,用下列裝置(加持裝置省略)檢驗產物中除CO2外混合氣體的成分是二氧化硫、氫氣、水蒸氣,通過測量CO2的質量來計算合金的含碳量,依據實驗需求設計連接裝置,應把得到的混合氣體先通過裝置G檢驗生成的水蒸氣,硫酸銅變藍證明水生成,通過裝置B中品紅褪色檢驗二氧化硫的存在,通過裝置C中高錳酸鉀溶液除去二氧化硫,減少后續(xù)實驗影響,通過裝置A中濃硫酸除去氣體中的水蒸氣,通過裝置E中堿石灰吸收氣體中二氧化碳,稱量質量變化計算生成的二氧化碳氣體,再通過裝置F和G檢驗是否有氫氣生成;,裝置為實現實驗目的,上述儀器正確的連接順序為:kl dc ef ab gh ji kl;
故答案為:kl dc ef gh ji;
(3)上述分析可知裝置E中所裝藥品堿石灰吸收二氧化碳氣體,用于稱量吸收前后質量變化計算二氧化碳質量,故答案為:A;吸收二氧化碳;
(4)若證明含有氫氣,可以利用裝置F中氧化銅被氫氣還原為紅色銅,裝置G中無水硫酸銅變藍色是生成水,證明是氫氣還原氧化銅生成的水蒸氣;
故答案為:F裝置中黑色粉末變紅色,裝置G中的白色粉末變藍色;
(5)驗證混合氣體中是否可能含有CO,利用F裝置中,一氧化碳還原氧化銅生成二氧化碳,在G裝置后連接裝有澄清石灰水的洗氣瓶就行檢驗,若變渾濁證明有一氧化碳,否則不含有;
故答案為:G裝置后加一個裝有澄清石灰水的洗氣瓶,澄清石灰水變渾濁說明混合氣體中有CO,澄清石灰水不變渾濁說明混合氣體中不含有CO;
方案Ⅱ、Fe完全反應生成氫氣體積2.24L+1.12L=3.36L,生成氫氣總物質的量=3.36L22.4L/mol=0.15mol,根據電子轉移守恒,2n(Fe)=0.15mol×2,故n(Fe)=0.15mol,m(Fe)=0.15mol×56g/mol=8.4g,碳的質量=8.5g-8.4g=0.1g,故該生鐵樣品中碳的質量分數=0.1g8.5g/mol×100%=1.18%,
故答案為:1.18%;
方案Ⅲ、灼燒時,鐵與氧氣反應生成鐵的氧化物而使剩余固體質量增加,碳與氧氣反應放出二氧化碳而使剩余固體質量減少,但合金中含有較多的鐵而只含少量的碳,將一定量的樣品灼燒后,發(fā)現質量反而增加了;
故答案為:灼燒時鐵和氧氣反應生成鐵的氧化物而使剩余固體質量增加,碳與氧氣反應放出的二氧化碳而使固體質量減小,但合金中含鐵多碳少.
點評 本題考查了實驗探究物質組成和反應產物的實驗檢驗方法和實驗設計,注意裝置試劑的作用和裝置連接,考查學生的分析問題解決問題的能力,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 原子序數:d>c>b>a | B. | 原子半徑:r (A)>r (B)>r (D)>r (C) | ||
C. | 單質的還原性:A>B>D>C | D. | 離子半徑:r (C3-)>r (D-)>r (B+)>r (A2+) |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 甲物質在一定條件下可以生成有機高分子化合物 | |
B. | 1mol乙物質可與2mol鈉完全反應生成1mol氫氣 | |
C. | 甲、丙物質都能使溴的四氯化碳溶液褪色 | |
D. | 甲在酸性條件下水解產物之一與乙互為同系物 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
序號 | 甲 | 乙 | 丙 |
① | CO2 | SO2 | 石灰水 |
② | HCl | CO2 | 石灰水 |
③ | CO2 | NH3 | Ca(Cl)2 |
④ | NO2 | SO2 | BaCl2 |
⑤ | CO2 | SO2 | Ba(NO3)2 |
A. | ②④ | B. | ①②④⑤ | C. | ①③④⑤ | D. | ①②③④ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 該電池的工作環(huán)境是高溫條件 | |
B. | 作為負極的葡萄糖(C6H12O6)在變化中失去電子,被還原 | |
C. | 該電池的電解質溶液是強酸性溶液,如濃硫酸或硝酸等 | |
D. | 該電池的總反應為C6H12O6+6O2\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}6CO2+6H2O |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ①蒸餾 ②過濾 ③分液 | B. | ①分液 ②蒸餾 ③過濾 | ||
C. | ①蒸餾 ②分液 ③分液 | D. | ①分液 ②蒸餾 ③蒸餾 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
Z | |
X | Y |
A. | Z元素的最高化合價一定大于X元素 | |
B. | 三種元素原子半徑由高到低的順序一定是Y>X>Z | |
C. | 若它們的原子最外層電子數之和為11,則X為金屬元素 | |
D. | 若它們均為金屬元素,則Y的最高價氧化物對應水化物的堿性最強 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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