Question

（10分）現(xiàn)有ag鐵碳合金，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)，設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案（夾持儀器已省略），請(qǐng)回答相應(yīng)問(wèn)題。

（1）未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象，其原因是：____                    _。
（2）點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，A、B中可觀察到明顯的現(xiàn)象。寫(xiě)出碳與濃硫酸加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________。
（3）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b g。鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)____________________(寫(xiě)表達(dá)式)。能用該方法測(cè)定的前提現(xiàn)象是            。
（4）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、干燥、稱(chēng)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

（10分）（1）常溫下，碳和鐵不與濃硫酸反應(yīng)
（2）C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+SO₂↑+2H₂O
（3）(11a－3b)/11a   C中紫色未褪盡
（4）C   （每空2分）

（1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，但在常溫下，碳和鐵不與濃硫酸反應(yīng)，所以A、B中沒(méi)有明顯的現(xiàn)象。
（2）在加熱的條件下，碳被濃硫酸氧化生成CO₂，同時(shí)濃硫酸被還原生成SO₂，反應(yīng)的方程式是C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+SO₂↑+2H₂O。
（3）由于反應(yīng)中生成的SO₂被B、C吸收，水蒸氣被濃硫酸吸收，所以E中吸收的是CO₂，即CO₂的物質(zhì)的量是b/44mol，因此原合金中碳的質(zhì)量是12b/44g。所以鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＝(11a－3b)/11a。能用該方法測(cè)定的前提是SO₂完全被B、C吸收，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中紫色未褪盡，即說(shuō)明SO₂已經(jīng)完全被吸收。
（4）由于排水法測(cè)量氫氣的體積不易操作，且誤差較大，選項(xiàng)A不正確；B中操作太繁瑣，不正確；由于碳和稀硫酸不反應(yīng)，而鐵能和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，所以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量即可以得出氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而得出鐵的質(zhì)量，所以正確的答案選C。