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    为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物并测定铁碳合金中铁元素的质量分数，某化学活动小组设计了下图所示的实验装置，并完成以下实验探究。

        

    （1）往圆底烧瓶中加入m g铁碳合金，并滴入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：①常温下，Fe在浓硫酸中钝化；②                。

    （2）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因反应温度较高外，还可能的原因是                                                     。

    （3）装置B的作用是                                            。

    （4）甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成，他得出了使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。

    装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为                             。

    （5）乙同学认为甲同学的结论是错误的，他认为为了确认二氧化碳的存在，需在装置B-C之间添加装置M。装置E、F中盛放的试剂分别是                  、                  。

    重新实验后观察到装置F中的现象是                       。

    （6）有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用KMnO4溶液来测定。

    （5Fe2+ + MnO4—+ 8H+ ==5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O）。

                测定铁元素质量分数的实验步骤如下：

    I．往烧瓶A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+，过滤，得到滤液B；

    II．将滤液B稀释为250 mL；

    III．取稀释液25.00 mL，用浓度为c mol·L—1的酸性KMnO4溶液滴定，三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为V mL。

    ①步骤Ⅱ中，将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必须要用到的是            ；

    ②丙同学设计了下列滴定方式（夹持仪器省略），最合理的是    。（填字母序号）

    ③滴定过程中               （填“需要”或“不需要”）加入指示剂，如需要，应加入的指示剂是                     。

    ④铁碳合金中铁元素的质量分数为                     。

     

    【答案】

    （15分）（1）常温下碳与浓硫酸不反应（1分）

    （2）铁碳在酸溶液中形成原电池（1分）

    （3）检验SO2的存在（1分）

    （4）C + 2H2SO4 (浓)CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O（3分）

    （5）酸性KMnO4溶液或溴水（或其他合理答案）、品红溶液（各1分，共2分）

    品红溶液不褪色或无明显现象（1分）

    （6）①250mL容量瓶（1分）

    ②b（1分）

    ③不需要（1分）

    ④（3分）

    【解析】

    试题分析：（1）铁碳合金含有铁和碳单质，常温下，铁北浓硫酸钝化，碳与浓硫酸不反应，因此无明显现象；（2）升高温度，化学反应速率加快；铁碳在酸溶液中形成原电池，化学反应速率也会加快；（3）装置B中品红溶液可以检验反应产物中是否存在SO2；（4）装置A中产生CO2的反应式为C + 2H2SO4 (浓)CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O；（5）由于CO2、SO2都能使澄清石灰水变浑浊，检验CO2前必须除去SO2并检验SO2是否除尽，由于SO2具有还原性和漂白性，则E、F中分别盛有足量的酸性高锰酸钾溶液或溴水等、品红溶液；F中品红溶液不褪色或无明显变化，C中变浑浊，说明A中反应产物含有CO2；（6）①配制250mL溶液需要使用250mL容量瓶；②酸性高锰酸钾溶液能腐蚀橡胶，故a错误；酸性高锰酸钾溶液不能玻璃，故b正确；酸性溶液能腐蚀橡胶，故c错误；③酸性高锰酸钾溶液既是氧化剂又是指示剂，因此滴定时不需要指示剂；由c•V可知，n(MnO4—)=c•V×10—3mol，由5Fe2+ + MnO4—+ 8H+ ==5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O可知，n(Fe2+ )=5c•V×10—3mol，由稀释定律可知，滤液B中n(Fe2+ )=×5c•V×10—3mol，由铁元素守恒、n•M可知，铁合金中m(Fe)=×5c•V×10—3×56g，则铁碳合金中铁元素的质量分数为×5c•V×10—3×56/m×100%=。

    考点：考查硫及其化合物的主要性质、影响化学反应速率的因素、SO2和CO2的检验、配制溶液、滴定原理、样品组成的测定等相关知识。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2009?商丘二模）现有某铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题．

    Ⅰ探究浓硫酸的某些性质
    （1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量．
    （2）将mg铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸．未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：
    常温下，Fe在浓硫酸中钝化；常温下，碳不与浓硫酸反应
    常温下，Fe在浓硫酸中钝化；常温下，碳不与浓硫酸反应
    ．
    （3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象．
    写出A中发生反应的化学方程式
    2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
    2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
    （任写一个）．B中的现象是
    品红溶液逐渐褪色
    品红溶液逐渐褪色
    ，由此可得到浓硫酸具有
    强氧化
    强氧化
    性．
    （4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应．写出相应的离子方程式：
    2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑
    2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑
    （任写一个）．
    （5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是
    铁、碳在溶液中形成原电池
    铁、碳在溶液中形成原电池
    ．
    Ⅱ测定铁的质量分数
    （6）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重．E增重b g．
    铁碳合金中铁的质量分数为
    11m-3b
    11m
    ×100%
    11m-3b
    11m
    ×100%
    （写表达式）．
    （7）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可．为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是
    C
    C
    （填写代号）．
    A．用排水法测定H2的体积
    B．反应结束后，过滤、洗涤、称量残渣的质量
    C．测定反应前后装置和药品的总质量．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某化学兴趣小组为了测定某铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请据此项回答相应问题．
    Ⅰ探究浓硫酸的某些性质
    （1）按图示连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量．
    （2）将a g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸．仪器A的名称为
    蒸馏烧瓶
    蒸馏烧瓶
    ，
    未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：
    常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应
    常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应
    ．
    （3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显现象．
    A中开始发生反应的化学方程式为：2Fe+6H2SO4 
    △
     Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O和
    C+2H2SO4（浓）
     △ 
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
    C+2H2SO4（浓）
     △ 
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
     （写化学方程式）．
    B中的现象是
    品红溶液褪色
    品红溶液褪色
    ，由此可得到浓硫酸具有
    强氧化性
    强氧化性
    性，C装置的作用
    除去二氧化硫并检验二氧化硫以除尽
    除去二氧化硫并检验二氧化硫以除尽
    ．
    （4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应．写出相应的离子方程式
    Fe+2H+=Fe2+H2↑
    Fe+2H+=Fe2+H2↑
    ．
    （5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是
    碳铁合金在酸溶液中形成原电池
    碳铁合金在酸溶液中形成原电池
    ．
    Ⅱ测定铁的质量分数
    （6）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重．E增重b g．
    铁碳合金中铁的质量分数为
    1-
    3b
    11a
    1-
    3b
    11a
    （写表达式），为使实验数据更为精确，可在装有碱石灰的干燥管后加入
    另一个装有碱石灰的干燥管
    另一个装有碱石灰的干燥管
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有某铁碳合金（铁和碳两种单质的混合物），某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的实验装置（夹持仪器已省略）和实验方案进行实验探究．
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    Ⅰ测定铁的质量分数：
    （1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根导管，然后
     
    ，则证明装置的气密性良好．
    （2）称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重b g．铁碳合金中铁的质量分数为
     
    （写表达式）．
    （3）装置C的作用
     
    ．
    （4）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大．你认为改进的方法是
     
    ．
    （5）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高．你认为其中的原因是
     
    ．
    Ⅱ探究浓硫酸的某些性质：
    （6）往A中滴加足量的浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：
     
    ．
    （7）A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是
     
    ，反应中浓硫酸表现出的性质是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网某化学兴趣小组为了测定某铁碳合金（看成铁和碳两种单质的混合物）中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的装置（夹持仪器已省略）和方案进行实验．
    请回答下列问题：
    （1）在加热条件下，A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式是
     
    ．
    （2）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E后面连上一根导管，然后
     
    ，则证明装置的气密性良好．
    （3）若先称量E的质量，并将ag铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，结果E增重bg．则铁碳合金中铁的质量分数为
     
    （写计算表达式）．
    （4）装置C的作用
     
    ，其中发生反应的离子方程式为
     
    ．
    （5）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中的CO2、H2O进入E．你认为改进的方法是
     
    ．乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高．你认为其中的原因可能是
     
    （写出一种即可）．

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