Question

【题目】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m 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________。

未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：_____________________。

（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_______________________(任写一个)。B中的现象是______________，C的作用是__________________________。

Ⅱ、测定铁的质量分数

（4）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)。

Answer 1

【答案】 蒸馏烧瓶 常温下，Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应 2Fe+6H2SO4（浓）=Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）=CO2↑+2SO2↑+2H2O 品红溶液逐渐褪色 除去SO2并检验SO2是否除尽

【解析】(2)仪器A为蒸馏烧瓶；常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应，没有二氧化硫生成，故A、B均无明显现象，故答案为：蒸馏烧瓶；常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；

(3)加热条件下，Fe、碳都与浓硫酸反应，碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳与水，反应方程式为：2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，B装置中品红溶液褪色；由装置可知，实验是通过测定E装置碱石灰增重，测定二氧化碳的质量，进而测定铁的含量，碱石灰可以吸收二氧化硫，二氧化硫具有还原性，可以被酸性高锰酸钾氧化二除去，根据颜色变化确定二氧化硫是否除尽，故C的作用是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽，故答案为：2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；品红溶液褪色；除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽；

(4)称取mg铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则mg铁碳合金中含碳元素的质量为×12g/mol=g，则含铁的质量为mg-g，铁的质量分数为×100%=×100%，故答案为： ×100%。