Question

【题目】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：

（1）取ag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）反应一段时间后，B中的现象为___________________________。

（3）装置C的作用是________________；装置D的作用是___________，F的作用是___________________________________________。

（4）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）

Answer 1

【答案】常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应 品红溶液红色褪去 除去二氧化硫 除去水蒸气 防止空气中的水蒸气和CO2进入E，减少实验误差 ×100%

【解析】

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，据此解答。

(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)由于铁、碳与浓硫酸发生反应时均有二氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性，在盛有品红溶液的B试管中，通入二氧化硫，溶液褪色；

故答案为：品红溶液红色褪去；

(3)该实验测定二氧化碳的质量，进而计算合金中碳的质量分数。因此装置C盛有高锰酸钾溶液，可以吸收二氧化硫气体，装置D中浓硫酸是吸收其他中的水蒸气，除去水蒸气；F中的碱石灰可防止空气中的水蒸气和CO2进入E。

故答案为：除去二氧化硫；除去水蒸气；防止空气中的水蒸气和CO2进入E，减少实验误差；

(4)U形管增加的质量即为二氧化碳的质量，根据碳元素守恒，合金中碳的质量为×12 g/mol＝g，所以合金中碳的质量分数为×100%。

故答案为：×100%。