生铁中除铁外.还含有其他元素.如碳元素和硫元素．其中碳主要以碳化铁的形态存在.它使生铁性能坚硬而脆.所以生铁的用途不大.一般用做炼钢的原料．某兴趣小组设计按如图所示的实验装置测定生铁中的含碳量和含硫量．请回答下列问题:(1)硫在生铁中是有害元素.它使生铁产生热脆性．硫元素在生铁中最有可能存在的价态是．A．-2 B.0 C．+4 D．+6(2)需要加热� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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生铁中除铁外，还含有其他元素，如碳元素和硫元素．其中碳主要以碳化铁的形态存在，它使生铁性能坚硬而脆，所以生铁的用途不大，一般用做炼钢的原料．某兴趣小组设计按如图所示的实验装置测定生铁中的含碳量和含硫量．

请回答下列问题：
（1）硫在生铁中是有害元素，它使生铁产生热脆性．硫元素在生铁中最有可能存在的价态是

．（填正确答案的标号）
A．-2 B.0 C．+4 D．+6
（2）需要加热的装置是

（填装置标号）．
（3）若无D装置，最终所测定的生铁含碳量

（填“偏高”或“偏低”或“无影响”）
（4）烧杯E中发生反应的离子反应方程式为

（5）在C管中的样品充分反应后，将E中最终的沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为b克，计算生铁中碳元素的质量分数为

．
（6）有同学提出应该在C和D之间加一套装置，该装置的作用是

；还有同学提出在D和E之间也应该再接一套装置，该装置的作用是

．
（7）反应完成后，欲检验生铁中含有硫元素，请你设计简单的实验方案（写出实验步骤、现象）

．

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）铁的化合价一定为正价，而碳的非金属小于硫的非金属性，因此S一定显示负价；
（2）A装置是双氧水在二氧化锰为催化剂的条件下生成氧气，不需加热，而装置C中的碳元素氧化为二氧化碳、硫元素氧化为二氧化硫都需要加热；
（3）如果没有双氧水的氧化，二氧化硫也会与氢氧化钡反应生成沉淀，使碳的百分含量偏高；
（4）装置A中过氧化氢在二氧化锰为催化剂的条件下生成氧气，通过浓硫酸干燥后，将装置C中的碳元素氧化为二氧化碳、硫元素氧化为二氧化硫，两种气体通过过氧化氢溶液后，二氧化硫被氧化并吸收，二氧化碳通过E装置生成碳酸钡沉淀；
（5）若E中沉淀的质量为bg，是碳酸钡的质量，根据碳元素守恒可知碳酸钡的物质的量与二氧化碳的物质的量相等，据此计算生铁中碳的质量，计算生铁中碳的质量为，利用质量分数生铁中碳的质量分数为；
（6）根据二氧化硫易溶于水，所以在C和D之间加一套防倒吸的装置，检验二氧化碳必须要检验二氧化硫除尽，所以在D和E之间也应该再接一套检验SO₂已经除尽的装置；
（7）根据用双氧水吸收二氧化硫，并且将二氧化硫氧化成硫酸根，进一步检验D中含有硫酸根即可检验生铁中含有硫元素，据此分析．

解答： 解：（1）铁的化合价一定为正价，而碳的非金属小于硫的非金属性，因此S一定显示负价，故选：A；
（2）A装置是双氧水在二氧化锰为催化剂的条件下生成氧气，不需加热，而装置C中的碳元素氧化为二氧化碳、硫元素氧化为二氧化硫都需要加热，故选：C；
（3）如果没有双氧水的氧化，二氧化硫也会与氢氧化钡反应生成沉淀，使碳的百分含量偏高，故D中30% 双氧水的作用是吸收SO₂气体，故答案为：偏高；
（4）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，反应离子方程式为CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O，故答案为：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
（5）若E中得到bg碳酸钡，根据碳元素守恒可知碳酸钡的物质的量与二氧化碳的物质的量相等，故生铁中碳的质量为

197g/mol

×12g/mol=

12b

197

g，生铁中碳的质量分数为

12b

197

×100%=

1200b

197a

%，故答案为：

1200b

197a

%；
（6）根据二氧化硫易溶于水，所以在C和D之间加一套防倒吸的装置，检验二氧化碳必须要检验二氧化硫除尽，所以在D和E之间也应该再接一套检验SO₂已经除尽的装置，故答案为：防止D中液体倒吸；检验SO₂已经除尽；
（7）因为用双氧水吸收二氧化硫，并且将二氧化硫氧化成硫酸根，则检验D中含有硫酸根即可检验生铁中含有硫元素，方案为：取少量D瓶溶液于试管中，滴加盐酸使其酸化，再滴入BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，说明生铁中含有硫元素，
故答案为：取少量D瓶溶液于试管中，滴加盐酸使其酸化，再滴入BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，说明生铁中含有硫元素．

点评：本题考查对实验方案设计与装置的理解、实验基本操作、化学计算等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．二氧化硫和二氧化碳均属于酸性氧化物，其性质相似，因此高考中对于这两种气体的鉴别考查的比较多，而本题则巧妙的应用了这一考点，并结合生铁的性质加以考查．

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△

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．

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．
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．
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B．用NaOH溶液吸收CO₂
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．
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．
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．

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