Question

【題目】有某鐵碳合金，某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質量分數，并探究濃硫酸的某些性質，設計了下圖所示的實驗裝置和實驗方案（夾持儀器已省略），請你參與此項活動并回答相應問題。

Ⅰ 探究濃硫酸的某些性質

（1）按圖示的連接裝置，檢查裝置的氣密性，稱量E的質量。

（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________。

未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，其原因是： _。

（3）點燃酒精燈一段時間后，A、B中可觀察到明顯的現象。

寫出A中發生反應的化學方程式_______________________(任寫一個)。B中的現象是______________,由此可得到濃硫酸具有____________性。

（4）隨著反應的進行，A中還可能發生某些離子反應。寫出相應的離子方程式____________(任寫一個)。

（5）反應一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因溫度較高，反應放熱外，還可能的原因是______________________。

Ⅱ 測定鐵的質量分數

（6）待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重。E增重b g。

鐵碳合金中鐵的質量分數為_____________________(寫表達式)。

（7）某同學認為上述方法較復雜，使用下圖所示的裝置和其它常用實驗儀器測定某些數據即可。為了快速和準確的計算出鐵的質量分數，最簡便的實驗操作是___________(填寫代號)。

A． 用排水法測定H2的體積

B． 反應結束后，過濾、洗滌、干燥、稱量殘渣的質量

C． 測定反應前后裝置和藥品的總質量

Answer 1

【答案】（2）分液漏斗；常溫下，Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應

（3）2Fe+6H2SO4（濃）=Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O

或C+2H2SO4（濃）=CO2↑+2SO2↑+2H2O；品紅溶液逐漸褪色；強氧化

（4）2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑

（5）鐵、碳在酸溶液中形成原電池；

（6）

（7）C

【解析】

試題分析：（2）根據圖示，儀器A的名稱為分液漏斗；常溫下，鐵在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應，所以未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象；（3）加熱條件下，鐵、碳都能與濃硫酸反應放出二氧化硫氣體，方程式為2Fe+6H2SO4（濃）= Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（濃）= CO2↑+2SO2↑+2H2O；二氧化硫能使品紅褪色，B中的現象是品紅溶液逐漸褪色；在反應中濃硫酸是氧化劑，由此可得到濃硫酸具有強氧化性；（4）隨著反應的進行，濃硫酸成為稀硫酸，A中還可能發生鐵與稀硫酸生成氫氣，或鐵與硫酸鐵的反應，相應的離子方程式為2Fe3++Fe═3Fe2+ 或 Fe+2H+═Fe2++H2↑；（5）鐵、碳在酸溶液中能形成原電池，所以反應一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快；（6）E裝置增加的質量就是CO2的質量，所以根據碳原子守恒可知，碳的質量是g，鐵碳合金中鐵的質量分數為；（7）由于氣體的體積測量往往受溫度和壓強的影響，不易測量，A不正確，B過程太復雜。C在反應中碳和稀硫酸不反應，只有鐵和稀硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，所以可以根據質量守恒定律，常用實驗C。