Question

【題目】某校化學(xué)趣小組設(shè)計(jì)了圖示實(shí)驗(yàn)裝置來測定某鐵碳合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

完成下列填空：

（1）m g鐵碳合金中加入過量濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無明顯現(xiàn)象，其原因是：①常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)；②______________________________________。

（2）加熱時(shí)A中碳與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________，B中的現(xiàn)象是__________；C的作用是______________________________。

（3）待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E并稱重，E稱重b g。則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為______________________________（化簡后的表達(dá)式）。

（4）甲同學(xué)認(rèn)為利用此裝置測得鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，可能的原因是__________________。

（5）乙同學(xué)提出，本套裝置在設(shè)計(jì)上存在多處缺陷而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，其中會導(dǎo)致鐵質(zhì)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量值偏低是___________（回答一條即可）。

Answer 1

【答案】常溫下鐵遇濃硫酸發(fā)生“鈍化” C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O 品紅溶液褪色 檢驗(yàn)SO2是否除盡 裝置中殘留的CO2未被E吸收 E中堿石灰會吸收空氣中的CO2、H2O等

【解析】

由裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)原理：通過測定干燥管E的質(zhì)量增重確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算鐵碳合金中碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算鐵的質(zhì)量，再計(jì)算合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．故二氧化硫會影響二氧化碳的測定，進(jìn)入干燥管E的氣體應(yīng)除去二氧化硫、且干燥．裝置A：碳和濃硫酸反應(yīng)，裝置B：檢驗(yàn)二氧化硫，裝置C：除去二氧化硫，裝置D：干燥二氧化碳，裝置E：吸收二氧化碳。

（1）常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
（2）碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水；
A中生成的氣體含有CO2、2SO2，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色；
二氧化硫存在會影響二氧化碳的質(zhì)量測定，C裝置的作用為除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO2氣體；（3）E增重bg為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒計(jì)算合金中碳元素的質(zhì)量，合金的質(zhì)量減去碳元素質(zhì)量等于鐵的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；

（4）裝置內(nèi)殘留部分二氧化碳，未能被裝置E完全吸收，導(dǎo)致測量的二氧化碳的質(zhì)量偏小，即合金中碳元素的質(zhì)量偏小；

（5）由裝置圖可知，SO2不一定能全部被品紅KMnO4除去，E中堿石灰會吸收空氣中的CO2、H2O等。

（1）常溫下，鐵與濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止內(nèi)金屬繼續(xù)與濃硫酸反應(yīng)，發(fā)生鈍化現(xiàn)象，
故答案為：常溫下鐵遇濃硫酸發(fā)生“鈍化”；
（2）碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O，A中生成的氣體含有CO2、2SO2，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色；C裝置的作用為除盡反應(yīng)產(chǎn)物中的SO2氣體，防止影響二氧化碳的質(zhì)量測定，

故答案為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O；品紅溶液褪色；檢驗(yàn)SO2是否除盡；

（3）E增重b g為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知

合金中碳元素的質(zhì)量為 ，

合金中鐵的質(zhì)量為，

故鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，

故答案為：；

（4）裝置內(nèi)殘留部分二氧化碳，未能被裝置E完全吸收，導(dǎo)致測量的二氧化碳的質(zhì)量偏小，即合金中碳元素的質(zhì)量偏小，鐵元素的質(zhì)量增大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，

故答案為：裝置中殘留的CO2未被E吸收；
（5）由裝置圖可知，SO2不一定能全部被品紅KMnO4除去，E中堿石灰會吸收空氣中的CO2、H2O等，
故答案為：E中堿石灰會吸收空氣中的CO2、H2O等。