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______________,由此可得到浓硫酸具有____________性。

（4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应。写出相应的离子方程式____________(任写一个)。

（5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是______________________。

Ⅱ 测定铁的质量分数

（6）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)。

（7）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是___________(填写代号)。

A． 用排水法测定H2的体积

B． 反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量

C． 测定反应前后装置和药品的总质量

Answer 1

【答案】（2）分液漏斗；常温下，Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应

（3）2Fe+6H2SO4（浓）=Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O

或C+2H2SO4（浓）=CO2↑+2SO2↑+2H2O；品红溶液逐渐褪色；强氧化

（4）2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑

（5）铁、碳在酸溶液中形成原电池；

（6）

（7）C

【解析】

试题分析：（2）根据图示，仪器A的名称为分液漏斗；常温下，铁在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应，所以未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象；（3）加热条件下，铁、碳都能与浓硫酸反应放出二氧化硫气体，方程式为2Fe+6H2SO4（浓）= Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）= CO2↑+2SO2↑+2H2O；二氧化硫能使品红褪色，B中的现象是品红溶液逐渐褪色；在反应中浓硫酸是氧化剂，由此可得到浓硫酸具有强氧化性；（4）随着反应的进行，浓硫酸成为稀硫酸，A中还可能发生铁与稀硫酸生成氢气，或铁与硫酸铁的反应，相应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+ 或 Fe+2H+═Fe2++H2↑；（5）铁、碳在酸溶液中能形成原电池，所以反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快；（6）E装置增加的质量就是CO2的质量，所以根据碳原子守恒可知，碳的质量是g，铁碳合金中铁的质量分数为；（7）由于气体的体积测量往往受温度和压强的影响，不易测量，A不正确，B过程太复杂。C在反应中碳和稀硫酸不反应，只有铁和稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，所以可以根据质量守恒定律，常用实验C。