Question

【題目】現有某鐵碳合金（鐵和碳兩種單質的混合物），某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質量分數，并探究濃硫酸的某些性質，設計了如圖所示的實驗裝置（夾持儀器已省略）和實驗方案進行實驗探究．

（1）A中鐵與濃硫酸發生反應的化學方程式是 ， 反應中濃硫酸表現出的性質是 ．
（2）檢查上述裝置氣密性的一種方法是：關閉分液漏斗的活塞，在E裝置后面連上一根導管，然后 ， 則證明裝置的氣密性良好．
（3）裝置C的作用 ．
（4）稱量E的質量，并將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中，再加入足量的濃硫酸，待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重bg．鐵碳合金中鐵的質量分數為（寫表達式）．
（5）甲同學認為，依據此實驗測得的數據，計算合金中鐵的質量分數會偏低，原因是空氣中CO2、H2O進入E管使b增大．你認為改進的方法是 ．
（6）乙同學認為，即使甲同學認為的偏差得到改進，依據此實驗測得合金中鐵的質量分數還會偏高．你認為其中的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Fe+6H2SO4（濃） Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；酸性和氧化性
（2）把導管放入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，如果導管口有氣泡產生，停止加熱后導管，產生一段水柱
（3）除去CO2中的SO2
（4） ×100%
（5）E裝置后再連接一個盛堿石灰的干燥管
（6）反應產生的CO2氣體未能完全排到裝置E中，導致b偏低
【解析】解：（1）鐵和濃硫酸加熱反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：2Fe+6H2SO4（濃） Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O，在該反應中部分硫元素從+6價降為+4價，同時生成硫酸鐵，所以硫酸表現出的性質是酸性和氧化性；
所以答案是：2Fe+6H2SO4（濃） Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；酸性和氧化性；（2）關閉分液漏斗的活塞，在E裝置后面連上一根導管，然后把最后導氣管插入水，加熱發生裝置導氣管冒氣泡，停止加熱上升一段水柱證明裝置氣密性好；
所以答案是：把導管放入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，如果導管口有氣泡產生，停止加熱后導管，產生一段水柱；（3）裝置C是利用高錳酸鉀溶液的強氧化性吸收二氧化硫，5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 ；
所以答案是：除去CO2中的SO2；（4）稱取ag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ag鐵碳合金中含碳元素的質量為 = g，則含鐵的質量為ag﹣ g，鐵的質量分數為 ×100%；
所以答案是： ×100%；（5）E中所裝試劑為堿石灰，可吸收空氣中CO2、H2O使b增大，改進的方法是增加一個盛堿石灰的干燥管防止空氣中的二氧化碳和水進入；
所以答案是：E裝置后再連接一個盛堿石灰的干燥管；（6）裝置中生成的二氧化碳不能全部被堿石灰吸收會導致測定結果偏低，
所以答案是：反應產生的CO2氣體未能完全排到裝置E中，導致b偏低．