Question

【題目】現有鐵、碳兩種元素組成的合金，某實驗小組為了研究該合金的性質并測定該合金中碳的質量分數，設計了如下實驗方案和實驗裝置：

（1）取ag合金粉末放入蒸餾燒瓶，并加入足量濃硫酸，A、B中均無明顯現象，原因是________________________________________________。

（2）反應一段時間后，B中的現象為___________________________。

（3）裝置C的作用是________________；裝置D的作用是___________，F的作用是___________________________________________。

（4）反應結束后，若U形管E增重m g，則合金中碳的質量分數為________。（用含m和a的式子表示）

Answer 1

【答案】常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應 品紅溶液紅色褪去 除去二氧化硫 除去水蒸氣 防止空氣中的水蒸氣和CO2進入E，減少實驗誤差 ×100%

【解析】

鐵和碳單質均可以和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫，二氧化硫的檢驗可以用品紅，吸收可以用高猛酸鉀，將產生的二氧化碳用濃硫酸干燥，通入堿石灰，根據堿石灰增加的質量可以確定二氧化碳的質量，根據C元素守恒，可以計算碳單質的質量，進而計算碳的質量分數，據此解答。

(1) 往A中滴加足量的濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才能反應；
故答案為：常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應；

(2)由于鐵、碳與濃硫酸發生反應時均有二氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性，在盛有品紅溶液的B試管中，通入二氧化硫，溶液褪色；

故答案為：品紅溶液紅色褪去；

(3)該實驗測定二氧化碳的質量，進而計算合金中碳的質量分數。因此裝置C盛有高錳酸鉀溶液，可以吸收二氧化硫氣體，裝置D中濃硫酸是吸收其他中的水蒸氣，除去水蒸氣；F中的堿石灰可防止空氣中的水蒸氣和CO2進入E。

故答案為：除去二氧化硫；除去水蒸氣；防止空氣中的水蒸氣和CO2進入E，減少實驗誤差；

(4)U形管增加的質量即為二氧化碳的質量，根據碳元素守恒，合金中碳的質量為×12 g/mol＝g，所以合金中碳的質量分數為×100%。

故答案為：×100%。