(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) 。

(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

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A.氧化性 B.還原性 C.酸性 D.堿性

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關(guān)于下列各裝置圖的敘述中,不正確的是

A.裝置①中,d為陽(yáng)極、c為陰極

B.裝置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等氣體

C.裝置③中X若為四氯化碳,可用于吸收氨氣或氯化氫,并防止倒吸

D.裝置④可用于干燥、收集氨氣,并吸收多余的氨氣

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(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4 (g)+ 4NO2 (g)=== 4NO(g)+ CO2 (g)+ 2H2O(1) △H1 = -662kJ·mol-1

②CH4 (g)+ 4NO(g) === 2N2 (g)+ CO2 (g)+ 2H2O(1) △H2 = -1251 kJ·mol-1

據(jù)此,寫(xiě)出CH4將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式:_______________________;

(2)用活性炭還原法也可處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g)

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①0min~10min內(nèi)以v(NO)表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率為 。

②下列各項(xiàng)能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

B.速率關(guān)系:2v(NO)(正) = v (N2)(逆)

C.容器內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)不變

D.混合氣體的密度保持不變

③在相同條件下,若在容器中放人生石灰,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率 (填“增大”、“不變”或“減小”)。

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選考題[選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數(shù)依次增大,A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn+1,C元素為最活潑的非金屬元素,D元素核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6,E元素正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿(mǎn)狀態(tài),F(xiàn)元素基態(tài)原子的M層全充滿(mǎn),N層沒(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子,G元素與B元素位于同一主族,其外圍電子排布是4s24p4,被科學(xué)家稱(chēng)為人體微量元素中的“防癌之王”。

(1)A元素的第一電離能________B元素的第一電離能(填“<”“>”或“=”),A、B、C三種元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______(用元素符號(hào)表示)。

(2)D元素原子的價(jià)電子排布式是________。

(3)C元素的電子排布圖為_(kāi)_______;E3+的離子符號(hào)為_(kāi)_______。

(4)F元素符號(hào)為_(kāi)_______,其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_______。G元素的名稱(chēng)是________。

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A.化合反應(yīng) B.分解反應(yīng) C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)

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