Question

【題目】某化學興趣小組為了測定某鐵碳合金中鐵的質量分數，設計了下圖所示的實驗裝置和實驗方案（夾持儀器已省略），請你參與此項活動并回答相應問題。

（1）按圖示的連接裝置，檢查裝置的氣密性并稱量E的質量。將10克鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸，儀器A的名稱為_________________。未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象 。

（2）點燃酒精燈一段時間后，A、B中可觀察到明顯的現象。寫出A中濃硫酸參與反應的化學方程式 __________________（任寫一個）。C裝置的作用是 _____________ 。

（3）反應一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因溫度較高，反應放熱外，還可能的原因是_____________________。

（4）待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重。E增重1.1克。則鐵碳合金中鐵的質量分數為 _________________ 。

（5）該裝置存在一些缺陷，使得測定結果可能會產生誤差，請指出該裝置的缺陷__________ 、 __________________________

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 或或 除去二氧化硫 形成了鐵碳原電池 97％ 沒有驅趕殘留氣體 E裝置直接與空氣相通，會吸收空氣中的二氧化碳和水造成誤差。

【解析】

（1）儀器A為蒸餾燒瓶；

（2）鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳二氧化硫水，依據書寫化學方程式的原則寫出；裝置C的作用是除去二氧化硫；

（3）鐵、碳在硫酸溶液中形成原電池，能加快化學反應速率；

（4）根據10g鐵碳合金，加入過量濃硫酸，氣體通過濃硫酸干燥后通入干燥管E，E中所裝試劑為堿石灰，可吸收CO2；E增重1.1g，則生成二氧化碳的質量為1.1g，根據質量守恒定律，則可求出10g鐵碳合金中含碳元素的質量進而求出鐵的質量分數；

（5）根據空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會進入E裝置。

（1）儀器A為蒸餾燒瓶，

故答案為：蒸餾燒瓶；

（2）鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳二氧化硫水，方程式分別為：，，；裝置C的作用是除去二氧化硫，

故答案為：或或；除去二氧化硫；

（3）鐵、碳在酸溶液中符合原電池的組成條件，形成原電池反應，能加快化學反應速率；

故答案為：形成了鐵碳原電池；

（5）裝稱取10g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1.1g，則生成二氧化碳的質量為1.1g，根據質量守恒定律，則10g鐵碳合金中含碳元素的質量，則含鐵的質量為9.7g，鐵的質量分數，

故答案為：97%；

（6）該裝置缺陷為：沒有驅趕殘留氣體，導致CO2測量不準確，空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會進入E裝置，

故答案為：沒有驅趕殘留氣體；E裝置直接與空氣相通，會吸收空氣中的二氧化碳和水造成誤差。