Question

2．某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了圖示實(shí)驗(yàn)裝置（圖中省略了夾持儀器）來測定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（1）m g鐵碳合金中加入過量濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無明顯現(xiàn)象，其原因是：
①常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)；②常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化．
（2）寫出加熱時(shí)A中碳與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）C裝置的作用除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO₂氣體．
（4）該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置存在缺陷，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)過程中，下列因素可能會(huì)導(dǎo)致鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量值偏低的是BC．
A．A中反應(yīng)不完全
B．E中堿石灰會(huì)吸收空氣中的CO₂和H₂O
C．反應(yīng)生成的SO₂部分被E中堿石灰吸收
D．反應(yīng)完全后，還有CO₂氣體滯留在裝置體系中．

Answer 1

分析 由裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)原理：通過測定干燥管E的質(zhì)量增重確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算鐵碳合金中碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算鐵的質(zhì)量，再計(jì)算合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．故二氧化硫會(huì)影響二氧化碳的測定，進(jìn)入干燥管E的氣體應(yīng)除去二氧化硫、且干燥．
（1）常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
（2）碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水；
（3）A中生成的氣體含有CO₂、2SO₂，二氧化硫存在會(huì)影響二氧化碳的質(zhì)量測定，C裝置的作用為除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO₂氣體；
（4）合金加熱和濃硫酸反應(yīng)碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，二氧化硫和水，通過品紅驗(yàn)證二氧化硫生成，通過高錳酸鉀溶液全部除去二氧化硫，通過濃硫酸干燥后，用裝置E中堿石灰吸收二氧化碳，稱量增重得到二氧化碳質(zhì)量，操作中測定二氧化碳質(zhì)量增大，則鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，二氧化碳質(zhì)量減小，則鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大．

解答 解：由裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)原理：通過測定干燥管E的質(zhì)量增重確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算鐵碳合金中碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算鐵的質(zhì)量，再計(jì)算合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．故二氧化硫會(huì)影響二氧化碳的測定，進(jìn)入干燥管E的氣體應(yīng)除去二氧化硫、且干燥．
（1）常溫下，鐵與濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止內(nèi)金屬繼續(xù)與濃硫酸反應(yīng)，發(fā)生鈍化現(xiàn)象，
故答案為：常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化；
（2）碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水，反應(yīng)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）A中生成的氣體含有CO₂、2SO₂，SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，C裝置的作用為除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO₂氣體，防止影響二氧化碳的質(zhì)量測定，
故答案為：除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO₂氣體；
（4）A．A中反應(yīng)不完全，導(dǎo)致測定二氧化碳質(zhì)量減小，鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故A錯(cuò)誤；
B．E中堿石灰會(huì)吸收空氣中的CO₂和H₂O，導(dǎo)致測定碳質(zhì)量增大，合金中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，故B正確；
C．反應(yīng)生成的SO₂部分被E中堿石灰吸收，導(dǎo)致測定碳質(zhì)量增大，合金中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，故C正確；
D．裝置內(nèi)殘留部分二氧化碳，未能被裝置E完全吸收，導(dǎo)致測量的二氧化碳的質(zhì)量偏小，即合金中碳元素的質(zhì)量偏小，鐵元素的質(zhì)量增大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)、元素化合物性質(zhì)、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．