Question

某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應(yīng)所得固體M的成分，設(shè)計了如圖裝置．傾斜A使稀硫酸（足量）與固體M充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應(yīng)后進(jìn)入量氣管氣體的體積為VmL（氫氣的密度為由上述實驗事實可知：
（1）①固體M中一定有的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式） 理由是

 

．
②其中一種物質(zhì)的質(zhì)量可以確定為

 

g（用代數(shù)式表示）
（3）C裝置的作用是

 

，如果實驗中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

（4）稀硫酸和固體M反應(yīng)后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是

 

，要分離出該固體，在實驗操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是

 

．
（5）通過進(jìn)一步實驗，測得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應(yīng)前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是

 

a．M中有未反應(yīng)的鐵和硫      b．測定氣體體積時水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面
c．A中留有反應(yīng)生成的氣體    d．氣體進(jìn)入D裝置前未用濃硫酸干燥．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,常見氣體的檢驗與除雜方法,金屬的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：由題目的信息可知：本題以硫化亞鐵和鐵為核心設(shè)計實驗考查綜合分析實驗原理的能力．在隔絕空氣的條件下將鐵粉與硫粉混合加熱，反應(yīng)后固體成分中一定含有FeS，可能含有Fe或S，相關(guān)反應(yīng)為Fe+S=FeS．（1）因為氫氧化鈉溶液增重，說明一定有H₂S產(chǎn)生，推知M中一定有硫化亞鐵；硫酸銅溶液無變化，說明硫化氫已被氫氧化鈉溶液完全吸收，量氣管里收集到的氣體一定是氫氣，推知M中有鐵粉．（2）根據(jù)氫氣的體積可以計算出鐵的質(zhì)量：n（Fe）=n（H₂）=

v

22400

mol，m（Fe）=

v

22400

mol×56g/mol=

v

400

g．（3）因為硫化氫可溶于水，若氫氣中混有硫化氫將影響氫氣體積的測定，所以C裝置用于檢驗H₂S是否已除盡．若沒有氫氧化鈉溶液，H₂S將與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀：H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄．（4）淡黃色固體是硫粉，用過濾法分離硫要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯．（5）不考慮硫粉與鐵粉反應(yīng)得到固體M產(chǎn)生的誤差，則題述現(xiàn)象源于測定M成分產(chǎn)生的誤差．a(chǎn)項，若鐵粉和硫粉沒有反應(yīng)完，通過測定氫氣的體積可測定鐵粉剩余的量，同時可直接測定硫過量的量，所以對M總質(zhì)量的測定沒有影響；b項，讀氫氣體積時，水準(zhǔn)管中水面高于量氣管里的水面，量氣管里氫氣受到的壓強(qiáng)大于外壓（增加了液壓部分的壓強(qiáng)），造成測定的氫氣體積偏小，測定的鐵粉質(zhì)量偏低；c項，A管中殘留有氣體，必定造成測得的M質(zhì)量偏小；d項，排水法收集氫氣，氫氣不需要干燥．

解答：解：（1）本題以硫化亞鐵和鐵為核心設(shè)計實驗考查綜合分析實驗原理的能力．在隔絕空氣的條件下將鐵粉與硫粉混合加熱，反應(yīng)后固體成分中一定含有FeS，可能含有Fe或S，相關(guān)反應(yīng)為Fe+S=FeS；因為氫氧化鈉溶液增重，說明一定有H₂S產(chǎn)生，推知M中一定有硫化亞鐵；硫酸銅溶液無變化，說明硫化氫已被氫氧化鈉溶液完全吸收，量氣管里收集到的氣體一定是氫氣，推知M中有鐵粉；故答案為：FeS、Fe；B裝置吸收H₂S增重，故有FeS，VmL氣體是由Fe和H₂SO₄反應(yīng)生產(chǎn)的H₂，故有Fe；
（2）根據(jù)氫氣的體積可以計算出鐵的質(zhì)量：n（Fe）=n（H₂）=

v

22400

mol，m（Fe）=

v

22400

mol×56g/mol=

v

400

g；故答案為：

v

400

；
（3）因為硫化氫可溶于水，若氫氣中混有硫化氫將影響氫氣體積的測定，所以C裝置用于檢驗H₂S是否已除盡．若沒有氫氧化鈉溶液，H₂S將與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀：H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄；故答案為：檢驗H₂S是否吸收完全；有黑色沉淀；
（4）淡黃色固體是硫粉，用過濾法分離硫要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯；故答案為：S；漏斗、玻璃棒；
（5）不考慮硫粉與鐵粉反應(yīng)得到固體M產(chǎn)生的誤差，則題述現(xiàn)象源于測定M成分產(chǎn)生的誤差．a(chǎn)項，若鐵粉和硫粉沒有反應(yīng)完，通過測定氫氣的體積可測定鐵粉剩余的量，同時可直接測定硫過量的量，所以對M總質(zhì)量的測定沒有影響；b項，讀氫氣體積時，水準(zhǔn)管中水面高于量氣管里的水面，量氣管里氫氣受到的壓強(qiáng)大于外壓（增加了液壓部分的壓強(qiáng)），造成測定的氫氣體積偏小，測定的鐵粉質(zhì)量偏低；c項，A管中殘留有氣體，必定造成測得的M質(zhì)量偏�。籨項，排水法收集氫氣，氫氣不需要干燥；故答案為：bc；

點評：實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．有關(guān)的計算要準(zhǔn)確，同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．