Question

7．为测定钢铁中的含碳量，设计如图装置．钢铁样品在装置A中煅烧时，气体产物只有CO₂和SO₂．

（1）钢样处理成粉末的主要目的是增大反应物的接触面积，钢样中的Fe₃C煅烧时的化学方程式为
Fe₃C+3O₂$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$Fe₃O₄+CO₂．
（2）实验室用KClO₃和MnO₂制备O₂的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，MnO₂中Mn的化合价为+4．
（3）装置B的作用是验证产物中含有二氧化硫，装置B中的现象是紫色的高锰酸钾溶液褪色．
（4）装置C的作用是吸收水蒸气，若无装置C，则测定结果偏大（填“偏大”“无影响”或“偏小”）．
（5）装置D的作用是吸收二氧化碳，装置E的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气．
（6）钢样中加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，该物质在组成上需满足的条件是不与钢中的各种成分反应．

Answer 1

分析 （1）根据钢样处理成粉末的主要目的是：增大反应物的接触面积，化学反应前后原子个数不变进行分析；
（2）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，以及化合价代数和为零进行分析；
（3）根据高锰酸钾具有强氧化性，可以将二氧化硫氧化成三氧化硫进行分析；
（4）根据浓硫酸具有吸水性进行分析；
（5）根据碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气进行分析；
（6）根据催化剂的定义进行分析．

解答 解：（1）钢样处理成粉末的主要目的是：增大反应物的接触面积，化学反应前后原子个数不变，反应物中有3个铁原子，6个氧原子，1个碳原子，生成物中有1个碳原子，2个氧原子，所以空白处是Fe₃O₄；
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，在二氧化锰中氧元素的化合价是-2价，设锰元素的化合价为x
x+（-2）×2=0
x=+4
所以锰元素的化合价是+4价；
（3）高锰酸钾具有强氧化性，可以将二氧化硫氧化成三氧化硫，所以装置B的作用是验证产物中含有二氧化硫，装置B中的现象是紫色的高锰酸钾溶液褪色；
（4）浓硫酸具有吸水性，所以装置C的作用是吸收水蒸气，若无装置C，装置D会吸收二氧化碳和水蒸气，测定结果偏大；
（5）碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气，所以装置D的作用是吸收二氧化碳，装置E的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；
（6）加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，所以该物质在组成上需满足的条件是不与钢中的各种成分反应．
故答案为：（1）增大反应物的接触面积，Fe₃O₄；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，+4；
（3）验证产物中含有二氧化硫，紫色的高锰酸钾溶液褪色；
（4）吸收水蒸气，偏大；
（5）吸收二氧化碳，吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；
（6）不与钢中的各种成分反应．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答．