Question

某�；瘜W(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(lái)測(cè)定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究鐵與濃硫酸的反應(yīng)。

（1）m克鐵碳合金中加入過(guò)量濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象，其原因是①常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)；② 。

（2）寫(xiě)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 。

（3）B中的現(xiàn)象是 ；C的作用是 。

（4）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，A中還可能發(fā)生某些離子反應(yīng)，寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式

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 ；

（5）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 （寫(xiě)含m、b的表達(dá)式）。

（6）某同學(xué)認(rèn)為上述方法較復(fù)雜，使用下圖所示的裝置和其它常用實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)定某些數(shù)據(jù)即可。為了快速和準(zhǔn)確的計(jì)算出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)操作是 （填寫(xiě)代號(hào)）。

 

A．用排水法測(cè)定H2的體積

B．反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾、洗滌、稱量殘?jiān)�的質(zhì)量

C．測(cè)定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量

 

Answer 1

（1）②鐵在濃硫酸中純化

（2）C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O

（3）B中：品紅溶液褪色 C中：除去SO2

（4）2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑ 鐵、碳在溶液中形成原電池

（5）（11m-3b）/11m

（6）C

【解析】（1）②常溫下鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化；

（3）在加熱條件下，鐵與碳均與濃硫酸反應(yīng)，濃硫酸被還原為二氧化硫，碳氧化為二氧化硫，所以B中的現(xiàn)象是品紅溶液褪色；為了防止二氧化硫?qū)�測(cè)定二氧化碳的干擾，C的作用是除去二氧化硫；

（4）隨著反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變稀后，鐵足夠量時(shí)，可以和反應(yīng)生成的硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，鐵與剩余稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，所以離子方程式為：2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑；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)，原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率。

（5）稱取mg鐵碳合金，加入過(guò)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=12b/44=3b/11g，含鐵的質(zhì)量為mg-3b/11。則鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（11m-3b）/11m

（6）因?yàn)殍F碳合金中的鐵可以與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，瓶總質(zhì)量的減少量即為氫氣的生成量，而鐵的質(zhì)量可以通過(guò)釋放氫氣的質(zhì)量求出，進(jìn)而計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；測(cè)定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量是最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)操作；用排水法測(cè)定H2的體積增加實(shí)驗(yàn)操作收集時(shí)易損耗氣體造成誤差；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾、洗滌、稱量殘?jiān)�的質(zhì)量，需要過(guò)濾裝置、天平稱量等多部實(shí)驗(yàn)操作，增加操作儀器和步驟會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較多的誤差，所以只有C是最簡(jiǎn)單的操作