Question

（13分）某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究濃硫酸的某些性質(zhì)，設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)并回答相應(yīng)問(wèn)題。

Ⅰ.探究濃硫酸的某些性質(zhì)：

（1）按圖示的連接裝置，檢查裝置的氣密性，稱(chēng)量E的質(zhì)量。

（2）將ag鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B基本上均無(wú)明顯現(xiàn)象，其原因是_____________；加熱A一段時(shí)間后，A、B中可觀(guān)察到明顯的現(xiàn)象，其中B中的現(xiàn)象__________，任寫(xiě)出一個(gè)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。

（3）反應(yīng)相當(dāng)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，其它可能的原因是 。并且發(fā)現(xiàn)此時(shí)產(chǎn)生的氣體具有可燃性，請(qǐng)用離子方程式表示產(chǎn)生此種氣體的原因______________。

Ⅱ.測(cè)定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（4）待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E并稱(chēng)重。E增重bg。則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

為 (寫(xiě)表達(dá)式)。

（5）最后對(duì)所得測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，小組內(nèi)有同學(xué)提出，本套裝置在設(shè)計(jì)上存在多處缺陷而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，其中會(huì)導(dǎo)致鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)量值偏低是(任答一條即可) 。

Answer 1

（2）常溫下，F(xiàn)e被濃硫酸鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)(2分)； 品紅溶液褪色；(1分)

2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(2分)（或C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O）；

（3）鐵碳在溶液中形成原電池(2分)；Fe+2H+==Fe2++H2↑(2分)；（4）×100%(2分)；（5）SO2不一定能全部被品紅、KMnO4除去或E中堿石灰會(huì)吸收空氣中的CO2、H2O(其它合理的也對(duì))。(2分)

【解析】

試題分析：（1）由于 常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)，F(xiàn)e遇濃硫酸發(fā)生鈍化，所以m g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。

（2）濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO2，SO2均有漂白性，則B中的現(xiàn)象品紅溶液褪色；濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，鐵、碳與濃硫酸在加熱時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Fe+6H2SO4 (濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O。

（3）由于在硫酸的作用下鐵、碳在溶液中形成原電池，從而加快反應(yīng)速率；隨著反應(yīng)的進(jìn)行硫酸的濃度逐漸降低，稀硫酸與鐵反應(yīng)生成可燃性氣體氫氣，反應(yīng)的離子方程式無(wú)Fe+2H+==Fe2++H2↑。

（4）待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下裝置E并稱(chēng)重，裝置E增重b g。由于反應(yīng)中產(chǎn)生的SO2被酸性高錳酸鉀溶液氧化而吸收，則E中增加的質(zhì)量就是反應(yīng)中產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，所以根據(jù)碳原子守恒可知鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（4）由于空氣中含有CO2和水蒸氣，因此裝置E可吸收空氣中的CO2和水蒸氣，導(dǎo)致E質(zhì)量增重偏大，另外SO2也不一定能全部被品紅、KMnO4吸收也導(dǎo)致E質(zhì)量增重偏大，從而使測(cè)定結(jié)果偏低。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與探究