Question

某校化學興趣小組設計用下圖所示實驗裝置（圖中省略了夾持儀器）來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數．
[查閱資料]：①Fe與濃H₂SO₄反應，加熱，有SO₂生成；②C與濃H₂SO₄反應，加熱，有CO₂和SO₂生成；③SO₂可使澄清石灰水變渾濁；④SO₂可使品紅溶液的紅色褪去，而CO₂不能；⑤SO₂可與酸性KMnO₄溶液反應使其褪色，而CO₂不能；⑥堿石灰的主要成分為NaOH和CaO．

[實驗探究]稱取mg鐵碳合金，加入過量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E裝置并稱重，E增重bg．下列對實驗結果分析正確的是（　　）

A．B裝置作用是為了除去反應中生成的SO₂

B．依據實驗數據計算得出鐵的質量分數為（3b-11m）/11m

C．裝置內的CO₂難以趕盡，E質量偏小，導致鐵的質量分數偏小

D．SO₂未被酸性KMnO₄除盡也可能會引起鐵的質量分數偏小

Answer 1

分析：根據題意，SO₂可使澄清石灰水變渾濁；SO₂可使品紅溶液的紅色褪去，而CO₂不能；SO₂可與酸性KMnO₄溶液反應使其褪色，而CO₂不能；堿石灰的主要成分為NaOH和CaO；本實驗實驗原理是測定產生的二氧化碳的質量，并排除二氧化硫的干擾，需要吸收二氧化硫，并證明二氧化碳已被除盡，據此結合選項描述的內容進行分析判斷．

解答：解：A、根據題意，SO₂可使品紅溶液的紅色褪去，而CO₂不能，則B裝置作用是為了檢驗反應中生成的SO₂，而不是除去反應中生成的SO₂，故選項說法錯誤．
B、稱取mg鐵碳合金，加入過量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E裝置并稱重，E增重bg，則生成二氧化碳的質量為bg，根據質量守恒定律，則mg鐵碳合金中含碳元素的質量為mg×

12b

44

×100%=

3bm

11

g，則含鐵的質量為mg-

3bm

11

g=

11m-3bm

11

，鐵的質量分數為

11m-3bm 11

m

×100%=

11m-3b

11m

，故選項說法錯誤．
C、裝置內的CO₂難以趕盡，E質量偏小，會導致鐵的質量分數偏大，故選項說法錯誤．
D、SO₂未被酸性KMnO₄除盡，會造成E質量偏大，會引起鐵的質量分數偏小，故選項說法正確．
故選D．

點評：本題難度不是很大，理解題目所提供新信息、靈活運用所學化學知識是正確解答本題的關鍵所在．