现有铁.碳两种元素组成的合金.某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数.设计了如下实验方案和实验装置:Ⅰ．探究该合金的某些性质:(1)取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶.并加入足量浓硫酸.A.B中均无明显现象.原因是．(2)点燃酒精灯一段时间后.A中剧烈反应.请写出A中反应的化学方程式: ．(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中.除了导管口有� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置：
Ⅰ．探究该合金的某些性质：
（1）取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓硫酸，A、B中均无明显现象，原因是

．
（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出A中反应的化学方程式：

．
（3）在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置．

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

Ⅱ．测定样品中碳的质量分数：
（4）装置F的作用是

．
（5）反应结束后，若U形管E增重m g，则合金中碳的质量分数为

（用含m和a的式子表示）．若没有装置D，会使合金中碳的质量分数

（填偏高、偏低、无影响）
（6）若将SO₂气体通入含有n mol Na₂S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO₂气体

mol（不考虑溶解的SO₂）．

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）常温下铁在浓硫酸中钝化；
（2）铁、碳与浓硫酸在加热条件下才能反应；
（3）二氧化硫具有还原性，能被氯气氧化为硫酸根离子；氨水没有强氧化性，不能氧化二氧化硫，据此回答；
（4）装置F盛有碱石灰，可以吸收空气中的水蒸气和CO₂；
（5）碱石灰增加的质量可以确定反应中产生的二氧化碳的质量，根据实验原理结合元素守恒来计算；
（5）根据氧化还原反应分析计算．

解答： 解：铁和碳单质均可以和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫，二氧化硫的检验可以用品红，吸收可以用高猛酸钾，将产生的二氧化碳用浓硫酸干燥，通入碱石灰，根据碱石灰增加的质量可以确定二氧化碳的质量，根据C元素守恒，可以计算碳单质的质量，进而计算碳的质量分数；
（1）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，常温下铁在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸在加热条件下才能反应；
故答案为：常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；
（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，Fe、C都与浓硫酸反应，化学方程式为：2Fe+6H₂SO₄（浓）

△

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、C+2H₂SO₄（浓）

△

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
故答案为：2Fe+6H₂SO₄（浓）

△

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、C+2H₂SO₄（浓）

△

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫具有还原性，在盛有BaCl₂溶液的C试管中，通入氯水，二氧化硫能被氧化为硫酸根离子，生成BaSO₄；氨水没有强氧化性，不能氧化二氧化硫，生成BaSO₄；
故答案为：BaSO₄、BaSO₃；
（4）装置F防止外界空气中CO₂、水蒸气进入E管，造成误差；故答案为：防止空气中的水蒸气和CO₂进入E，减少实验误差；
（5）碱石灰增加的质量可以确定反应中产生的二氧化碳的质量，E增重m g，即生成二氧化碳的质量是mg，根据碳元素守恒，所以混合物中含有碳单质的物质的量是

44g/mol

mol，所以铁碳合金中碳的质量分数为

12m

44a

×100%=

11a

×100%；若没有装置D，水蒸气会进入U形管，会使合金中碳的质量分数偏高，
故答案为：

11a

×100、偏高；
（6）SO₂气体通入含有n mol Na₂S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，根据溶液最多能吸收SO₂，生成NaHSO₃和S；
发生反应：5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃
5 2
2.5nmol nmol
故答案为：2.5n．

点评：本题考查了物质性质的探究实验方法，装置的特征分析，流程反应和试剂作用是解题关键，题目难度中等．

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（D是

）
（F_l和F₂互为同分异构体）（G_l和G₂互为同分异构体）
请填空：
（1）A的结构简式是

．
（2）框图中属于取代反应的是（填数字代号）

．
（3）框图中①③⑥属于

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（4）G_l的结构简式是

．

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H₂SO₄=

K₂SO₄+

CO₂↑+

MnSO₄+

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．
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（填指示剂的名称或“不需要”），确定反应达到滴定终点时的现象是

．
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．

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