Question

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，设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。

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___________________________________________________________。
（5）乙同学按照甲同学认为改进实验，改进方法是______________但测得合金中铁的质量分数却偏高。你认为其中可能的原因是_________________。
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_______________________。

Answer 1

（1）把导管放入盛有水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管产生一段水柱（2分）；（其他合理答案同样给分）
（2）×100% 或×100%（2分）；注意表达式有多种
（3）除去CO₂中的SO₂（1分）；
（4）空气中CO₂、H₂O进入E管使b增大。(2分）
（5）在装置E的后边再连接一个与E相同的装置（2分）
反应产生的CO₂气体未能完全排到装置E中，导致b偏低。(2分）
（6）常温下，Fe被浓H₂SO₄钝化，碳不与浓H₂SO₄反应（2分）；
（7）2Fe ＋ 6 H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃＋ 3SO₂↑ ＋ 6H₂O（2分）；

试题分析：（2）在装置A中发生Fe和C与浓硫酸的反应，产生CO_2、SO₂和铁的氧化物，装置B检验SO₂，装置C吸收SO₂，装置D干燥气体的，装置E是吸收CO₂的，E增重的质量b是CO₂的质量。
C---------CO₂
1              1
b/44   b/44  C的质量：12b/44="3" b/11  Fe质量分数：（a-3 b/11）/a）×100%=×100%
（4）b的质量越大，碳的质量大，a不变，铁的质量会减小。
（5）再连接一个装置E是为了吸收充分的CO₂。