Question

某�；瘜W(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(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案（夾持儀器已省略），請(qǐng)你參與此項(xiàng)活動(dòng)并回答相應(yīng)問題．Ⅰ探究濃硫酸的某些性質(zhì)
（1）按圖示的連接裝置，檢查裝置的氣密性，稱量E的質(zhì)量．
（2）將m g鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸．儀器A的名稱為

 

．
未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無明顯現(xiàn)象，其原因是：

 

．
（3）點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，A、B中可觀察到明顯的現(xiàn)象．寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

、

 

．B中的現(xiàn)象是

 

，由此可知濃硫酸具有

 

性．
（4）反應(yīng)一段時(shí)間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因溫度較高，反應(yīng)放熱外，還可能的原因是

 

．
Ⅱ測定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（5）裝置C的作用

 

；D的作用

 

；待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E并稱重．E增重bg．則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含m、b的表達(dá)式表示）；整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是否需要改進(jìn)，若需要，如何改進(jìn)？并簡述理由

 

（若不需改進(jìn)可不回答）

Answer 1

考點(diǎn)：濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：氧族元素

分析：（2）儀器A為蒸餾燒瓶；常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中發(fā)生鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（3）鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和鐵在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳二氧化硫水，依據(jù)書寫化學(xué)方程式的原則寫出；B中品紅的紅色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通過現(xiàn)象證明濃硫酸生成了二氧化硫，表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性；
（4）鐵、碳在硫酸溶液中形成原電池，能加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（5）二氧化硫具有還原性，能被高錳酸鉀氧化為硫酸根離子，裝置C的作用是除去二氧化硫；D的作用是除去水蒸氣，干燥二氧化碳；根據(jù)mg鐵碳合金，加入過量濃硫酸，氣體通過濃硫酸干燥后通入干燥管E，E中所裝試劑為堿石灰，可吸收CO₂；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，則可求出mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量進(jìn)而求出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）根據(jù)空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會(huì)進(jìn)入E裝置．

解答： 解：（2）儀器A為蒸餾燒瓶；常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中發(fā)生鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)，沒有二氧化硫生成，故A、B均無明顯現(xiàn)象，
故答案為：蒸餾燒瓶；常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中發(fā)生鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（3）鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和鐵在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳二氧化硫水，方程式分別為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O或C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；B中品紅的紅色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通過現(xiàn)象證明濃硫酸生成了二氧化硫，表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性，
故答案為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；品紅溶液逐漸褪色；強(qiáng)氧化；
（4）鐵、碳在酸溶液中符合原電池的組成條件，形成原電池反應(yīng)，能加快化學(xué)反應(yīng)速率；
故答案為：鐵、碳在酸溶液中形成原電池；
（5）裝置C的作用是除去二氧化硫；D的作用是除去水蒸氣，干燥二氧化碳；稱取mg鐵碳合金，加入過量濃硫酸，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=

bg

44g/mol

×12g/mol=

3b

11

g，則含鐵的質(zhì)量為mg-

3b

11

g，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m- 3b 11

a

×100%=

11m-3b

11m

×100%；
故答案為：除去二氧化硫；干燥二氧化碳；

11m-3b

11m

×100%；
（6）空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會(huì)進(jìn)入E裝置，所以在E裝置后再接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管；
故答案為：在E裝置后再接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，以空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會(huì)進(jìn)入E裝置．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)，裝置分析，流程反應(yīng)和試劑作用是解題關(guān)鍵，題目難度中等，熟悉裝置及裝置中每部分的作用是解答本題的關(guān)鍵．