Question

【題目】為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下的反應的部分產物并測定鐵碳合金中鐵元素的質量分數，某化學活動小組設計了如圖所示的實驗裝置，并完成以下實驗探究。

（1）往圓底燒瓶中加入m g鐵碳合金，并滴入過量濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，其原因是：①常溫下碳與濃硫酸不反應；② 。

（2）點燃酒精燈，反應一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因反應溫度較高外，還可能的原因是 。

（3）裝置B的作用是 。

（4）甲同學觀察到裝置C中有白色沉淀生成，他得出了使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳。裝置A中能產生二氧化碳的化學方程式為 。

（5）乙同學認為甲同學的結論是錯誤的，他認為為了確認二氧化碳的存在，需在裝置B－C之間添加裝置M。裝置E、F中盛放的試劑分別是 、 。重新實驗后觀察到裝置F中的現象是 。

（6）有些同學認為合金中鐵元素的質量分數可用KMnO4溶液來測定。（5Fe2+ + MnO4－ + 8H+＝5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O）。測定鐵元素質量分數的實驗步驟如下：

Ⅰ．往燒瓶A中加入過量銅使溶液中的Fe3+完全轉化為Fe2+，過濾，得到濾液B；

Ⅱ．將濾液B稀釋為250mL；

Ⅲ．取稀釋液25.00mL，用濃度為c mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，三次滴定實驗所需KMnO4溶液體積的平均值為V mL。

① 步驟Ⅱ中，將濾液B稀釋為250mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須要用到的是 。

② 判斷滴定終點的標志是 。

③ 鐵碳合金中鐵元素的質量分數為 。

Answer 1

【答案】（1）常溫下Fe在濃硫酸中發生鈍化；

（2）鐵、碳在硫酸溶液中形成原電池；（3）檢驗SO2的存在；

（4）C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O；

（5）酸性KMnO4溶液或溴水（或其他合理答案）；品紅溶液；品紅溶液不褪色或無明顯現象；（6）① 250mL容量瓶；② 滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且三十秒內不褪色；③。

【解析】

試題分析：(1)分液漏斗中盛放的是濃硫酸，濃硫酸和鐵發生鈍化反應，阻礙反應的進行；(2)加入的是鐵碳合金，構成原電池，加快反應速率；(3)鐵和濃硫酸反應生成SO2，品紅溶液檢驗SO2，品紅溶液褪色，說明溶液中含有SO2；(4)C和濃硫酸在加熱條件下發生反應，C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；(5)SO2能使澄清石灰水變渾濁，因此需要除去SO2，利用SO2的還原性，通過溴水或高錳酸鉀溶液，然后驗證SO2是否完全被吸收，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁，說明產生CO2；(6)①還需要用250mL容量瓶；②滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且三十秒內不褪色；③鐵元素的質量為V×10－3×c×5×56×250/25g=2.8vCg，質量分數為2.8Vc/m×100%。