某化學(xué)興趣小組為了測定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)計了如圖所示的實驗裝置和實驗方案(夾持儀器已省略),請據(jù)此項回答相應(yīng)問題.
Ⅰ探究濃硫酸的某些性質(zhì)
(1)按圖示連接裝置,檢查裝置的氣密性,稱量E的質(zhì)量.
(2)將a g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
蒸餾燒瓶
蒸餾燒瓶
,
未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng)
常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng)

(3)點燃酒精燈一段時間后,A、B中可觀察到明顯現(xiàn)象.
A中開始發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Fe+6H2SO4 
 Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O和
C+2H2SO4(濃)
 △ 
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(濃)
 △ 
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O
 (寫化學(xué)方程式).
B中的現(xiàn)象是
品紅溶液褪色
品紅溶液褪色
,由此可得到濃硫酸具有
強氧化性
強氧化性
性,C裝置的作用
除去二氧化硫并檢驗二氧化硫以除盡
除去二氧化硫并檢驗二氧化硫以除盡

(4)隨著反應(yīng)的進行,A中還可能發(fā)生某些離子反應(yīng).寫出相應(yīng)的離子方程式
Fe+2H+=Fe2+H2
Fe+2H+=Fe2+H2

(5)反應(yīng)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(yīng)放熱外,還可能的原因是
碳鐵合金在酸溶液中形成原電池
碳鐵合金在酸溶液中形成原電池

Ⅱ測定鐵的質(zhì)量分數(shù)
(6)待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重.E增重b g.
鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
1-
3b
11a
1-
3b
11a
(寫表達式),為使實驗數(shù)據(jù)更為精確,可在裝有堿石灰的干燥管后加入
另一個裝有堿石灰的干燥管
另一個裝有堿石灰的干燥管
分析:(2)儀器A為蒸餾燒瓶;常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng);
(3)加熱條件下,F(xiàn)e、碳都與濃硫酸反應(yīng),碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳與水;
二氧化硫具有漂白性,能使品紅溶液褪色;
反應(yīng)中體現(xiàn)濃硫酸的強氧化性;
由裝置可知,實驗是通過測定E裝置堿石灰增重,測定二氧化碳的質(zhì)量,進而測定鐵的含量,堿石灰可以吸收二氧化硫,二氧化硫具有還原性,可以被酸性高錳酸鉀氧化二除去,根據(jù)顏色變化確定二氧化硫是否除盡;
(4)隨反應(yīng)進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔F與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵與氫氣;
(5)碳鐵合金形成原電池,原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率;
(6)根據(jù)mg鐵碳合金,加入過量濃硫酸,E增重bg,則生成二氧化碳的質(zhì)量為bg,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,則可求出mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量進而求出鐵的質(zhì)量分數(shù);
E中所裝試劑為堿石灰,可吸收空氣中CO2、H2O使測定二氧化碳的質(zhì)量增大,應(yīng)則E裝置后再連接1個裝有堿石灰的干燥管.
解答:解:(2)儀器A為蒸餾燒瓶;常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng),沒有二氧化硫生成,故A、B均無明顯現(xiàn)象,
故答案為:蒸餾燒瓶;常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng);
(3)加熱條件下,F(xiàn)e、碳都與濃硫酸反應(yīng),碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳與水,反應(yīng)方程式為:C+2H2SO4(濃)
 △ 
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O;反應(yīng)生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,B裝置中品紅溶液褪色;
反應(yīng)中體現(xiàn)濃硫酸的強氧化性;
由裝置可知,實驗是通過測定E裝置堿石灰增重,測定二氧化碳的質(zhì)量,進而測定鐵的含量,堿石灰可以吸收二氧化硫,二氧化硫具有還原性,可以被酸性高錳酸鉀氧化二除去,根據(jù)顏色變化確定二氧化硫是否除盡,故C的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫以除盡,
故答案為:C+2H2SO4(濃)
 △ 
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O;品紅溶液褪色;強氧化性;除去二氧化硫并檢驗二氧化硫以除盡;
(4)隨反應(yīng)進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵與氫氣,反應(yīng)離子方程式為:Fe+2H+=Fe2+H2↑,
故答案為:Fe+2H+=Fe2+H2↑;
(5)碳鐵合金在酸溶液中形成原電池,原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率,故答案為:碳鐵合金在酸溶液中形成原電池;
(6)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(zhì)量為bg,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,則mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量為
bg
44g/mol
×12g/mol=
3b
11
g,則含鐵的質(zhì)量為ag-
3b
11
g,鐵的質(zhì)量分數(shù)為
ag-
3b
11
g
ag
=1-
3b
11a
,
E中所裝試劑為堿石灰,可吸收空氣中CO2、H2O使測定二氧化碳的質(zhì)量增大,應(yīng)則E裝置后再連接1個裝有堿石灰的干燥管,
故答案為:1-
3b
11a
;另一個裝有堿石灰的干燥管.
點評:本題考查物質(zhì)組成含量測定、濃硫酸的性質(zhì)及實驗,熟悉裝置及裝置中每部分的作用是解答本題的關(guān)鍵,難度適中.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

現(xiàn)有某鐵炭合金,某化學(xué)興趣小組為了測定鐵炭合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)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(yīng)問題.(由實驗裝置引起的實驗誤差忽略不計).

Ⅰ.探究濃硫酸的某些性質(zhì):
(1)稱量E的質(zhì)量;按照圖示連接裝置,并檢查裝置的氣密性.
(2)將mg鐵炭合金樣品放入A中,再加入足量的濃硫酸.未點燃酒精燈前,A、B中均無明顯現(xiàn)象,其原因是
常溫下,F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化;常溫下,碳不與濃硫酸反應(yīng)
常溫下,F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化;常溫下,碳不與濃硫酸反應(yīng)

點燃酒精燈一段時間后,B中(所裝試劑為品紅溶液)可觀察到的明顯現(xiàn)象是
品紅溶液褪色
品紅溶液褪色
、
品紅溶液褪色
品紅溶液褪色

C中(所裝試劑為足量酸性KMnO4溶液)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
.D中盛放的試劑是
濃硫酸
濃硫酸

(3)反應(yīng)一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應(yīng)溫度較高外,還有一種可能的原因是
鐵碳在酸溶液中形成原電池
鐵碳在酸溶液中形成原電池

Ⅱ.測定鐵的質(zhì)量分數(shù):
(4)待A中不再逸出氣體時(此時A中無固體剩余),停止加熱,拆下E(所裝試劑為足量堿石灰)并稱重,E增重bg,則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
11m-3b
11m
×100%
11m-3b
11m
×100%
m-
3
11
b
m
×100%
m-
3
11
b
m
×100%
(寫表達式,裝置中殘留的氣體忽略不計).某同學(xué)認為:依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算出的合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,你認為可能的原因是
空氣中CO2、H2O進入E管使b增大
空氣中CO2、H2O進入E管使b增大

(5)經(jīng)過大家的討論,決定采用下圖裝置(干燥管中試劑為無水氯化鈣,錐形瓶中為mg鐵炭合金和足量稀硫酸.)和其他常用實驗儀器測定某些數(shù)據(jù)即可.為了快速測算出鐵的質(zhì)量分數(shù),最簡便的實驗操作是
(填寫代號).
①用排水法測定H2的體積
②反應(yīng)結(jié)束后,過濾、洗滌、干燥、稱量殘渣的質(zhì)量
③測定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物),某化學(xué)興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)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.
精英家教網(wǎng)
Ⅰ測定鐵的質(zhì)量分數(shù):
(1)檢查上述裝置氣密性的一種方法是:關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E裝置后面連上一根導(dǎo)管,然后
 
,則證明裝置的氣密性良好.
(2)稱量E的質(zhì)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b g.鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).
(3)裝置C的作用
 

(4)甲同學(xué)認為,依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,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
 

(5)乙同學(xué)認為,即使甲同學(xué)認為的偏差得到改進,依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)也可能會偏高.你認為其中的原因是
 

Ⅱ探究濃硫酸的某些性質(zhì):
(6)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(xiàn)象,其原因是:
 

(7)A中鐵與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
,反應(yīng)中濃硫酸表現(xiàn)出的性質(zhì)是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)某化學(xué)興趣小組為了測定某鐵碳合金(看成鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物)中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)計了如圖所示的裝置(夾持儀器已省略)和方案進行實驗.
請回答下列問題:
(1)在加熱條件下,A中碳與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 

(2)檢查上述裝置氣密性的一種方法是:關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E后面連上一根導(dǎo)管,然后
 
,則證明裝置的氣密性良好.
(3)若先稱量E的質(zhì)量,并將ag鐵碳合金樣品放入裝置A中,再加入足量濃硫酸,待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,結(jié)果E增重bg.則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫計算表達式).
(4)裝置C的作用
 
,其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
 

(5)甲同學(xué)認為,依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,原因是空氣中的CO2、H2O進入E.你認為改進的方法是
 
.乙同學(xué)認為,即使甲同學(xué)認為的偏差得到改進,依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)也可能會偏高.你認為其中的原因可能是
 
(寫出一種即可).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物),k某化學(xué)興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)計了下圖所示的實驗裝置(夾持儀器已省略)和實驗方案進行實驗探究.
精英家教網(wǎng)
(1)檢查上述裝置氣密性的一種方法是:關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E裝置后面連上一根導(dǎo)管,然后
 
,則證明裝置的氣密性良好.
(2)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(xiàn)象,其原因是:
 

(3)A中鐵與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 

(4)裝置C的作用
 

(5)稱量E的質(zhì)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b g.鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).
(6)甲同學(xué)認為,依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,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
 

(7)乙同學(xué)認為,即使甲同學(xué)認為的偏差得到改進,依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)也可能會偏高.你認為其中的原因是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金,某化學(xué)興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設(shè)計了如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(yīng)問題.(由實驗裝置引起的實驗誤差忽略不計).
精英家教網(wǎng)
Ⅰ.探究濃硫酸的某些性質(zhì)
(1)稱量E的質(zhì)量;按照圖1所示連接裝置,檢查裝置的氣密性.
(2)將mg鐵碳合金樣品放入A中,再加入適量的濃硫酸.未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
 
.點燃酒精燈一段時間后,B中可觀察到的明顯現(xiàn)象是
 
.C中足量的酸性KMnO4溶液所起的作用是
 
.D中盛放的試劑是
 

(3)反應(yīng)一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應(yīng)溫度較高外,還可能的原因是
 

Ⅱ.測定鐵的質(zhì)量分數(shù)
(4)待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,E增重bg,則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).某同學(xué)認為:依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,你認為可能的原因是
 

(5)經(jīng)過大家的討論,決定采用圖2裝置和其他常用實驗儀器測定某些數(shù)據(jù)即可,為了快速和準確地計算出鐵的質(zhì)量分數(shù),最簡便的實驗操作是
 
(填寫代號).
①用排水法測定H2的體積
②反應(yīng)結(jié)束后,過濾、洗滌、干燥、稱量殘渣的質(zhì)量
③測定反應(yīng)前后裝置和藥品的總質(zhì)量.

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