Question

【題目】現(xiàn)有某鐵碳合金，某化學(xué)興趣小組為了測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（夾持儀器已省略），請(qǐng)你參與此項(xiàng)活動(dòng)并回答相應(yīng)問題(由實(shí)驗(yàn)裝置引起的實(shí)驗(yàn)誤差忽略不計(jì))。

I、探究濃硫酸的某些性質(zhì)

（1）按圖示連接裝置，檢查裝置___________，稱量E的質(zhì)量。

（2）將aɡ鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸，儀器A的名稱為______，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B 均無明顯現(xiàn)象，其原因是______________________。

（3）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，如A中，寫出A中C和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________，B中的現(xiàn)象是_________________，因此可得到濃硫酸具有_____________性。

（4）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度逐漸減小變?yōu)橄×蛩幔珹中還可能發(fā)生某些離子反應(yīng)，寫出相應(yīng)的離子方程式：_________________、____________________。

II、測定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（5）待A中固體完全消失并不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E并稱重，E增重bg。鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________(寫表達(dá)式)。

（6）某同學(xué)認(rèn)為上述方法較復(fù)雜，使用如圖所示的裝置和其他常用的實(shí)驗(yàn)儀器測定某些數(shù)據(jù)即可。為了快速和準(zhǔn)確地計(jì)算出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最簡便的實(shí)驗(yàn)操作是___________（填寫代號(hào)）。

①用排水法測定H2的體積

②反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌、干燥、稱量殘?jiān)�的質(zhì)量

③ 測定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量ag

【答案】氣密性 蒸餾燒瓶 常溫下，鐵被濃硫酸鈍化 C＋2H2SO4（濃）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 品紅溶液逐漸褪色 強(qiáng)氧化 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
③

【解析】

（1）按圖示連接好裝置以后，首先檢查裝置的氣密性：（2）根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器A的名稱為蒸餾燒瓶；常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)，故無明顯現(xiàn)象；（3）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱的條件下碳與濃硫酸反應(yīng)的方程式為C＋2H2SO4（濃）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；二氧化硫具有漂白性，因此B中的現(xiàn)象是品紅溶液逐漸褪色，根據(jù)以上分析可知濃硫酸具有強(qiáng)氧化性；（4）硫酸濃度減小后，稀硫酸與鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，另外鐵還能與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，離子方程式分別為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；（5）稱取ag鐵碳合金，加入過量濃硫酸，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ag鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量為，則含鐵的質(zhì)量為，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；（6）因?yàn)殍F炭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)量可以通過氫氣的質(zhì)量求出，答案選③。

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
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【題目】現(xiàn)有一種銅粉和鋁粉的混合物樣品,為測定該樣品中鋁的含量,稱取5.0g此樣品置于錐形瓶中,將100mL稀鹽酸加入其中恰好完全反應(yīng),剩余固體2.3g.

（1）求該混合物中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?

（2）所用鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為多少?

Answer 1

【答案】（1） 54% （2） 3mol/L

【解析】

（1）稱取5.0g此樣品置于錐形瓶中，將100mL稀鹽酸加入其中恰好完全反應(yīng)，剩余固體2.3g，該固體為銅，因此混合物中鋁的質(zhì)量為：5.0g-2.3g=2.7g，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2.7g/5.0g×100%=54%；

（2）鋁與鹽酸的反應(yīng)關(guān)系式為：

2Al～～～～6HCl

2×27g 6mol

2.7g n

解得n＝0.3mol

所以鹽酸的濃度是0.3mol÷0.1L＝3.0mol/L