Question

某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應(yīng)所得固體M的成分，設(shè)計了如下圖所示裝置。傾斜A使稀硫酸（足量）與固體M充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應(yīng)后進(jìn)入量氣管中氣體的體積為VmL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

由上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)可知：
（1）①固體M中一定有的物質(zhì)是_______________（填化學(xué)式），理由是____________________________。
②其中一種物質(zhì)的質(zhì)量可以確定為_______g（用代數(shù)式表示）。
（2）B裝置的名稱是_______________，寫出B裝置中反應(yīng)的離子方程式：_____________。
（3）C裝置的作用是___________________，如果實(shí)驗(yàn)中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________
______________________。
（4）稀硫酸和固體M反應(yīng)后溶液中還殘留有淡黃色固體，該固體是_____________，要分離出該固體，在實(shí)驗(yàn)操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是________。
（5）通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，測得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應(yīng)前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是_____________。
a.M中有未反應(yīng)的鐵和硫
b.測定氣體體積時水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面
c.A中留有反應(yīng)生成的氣體

d.氣體進(jìn)入D裝置前未用濃硫酸干燥

Answer 1

見解析

【試題分析】
解析：本題以硫化亞鐵和鐵為核心設(shè)計實(shí)驗(yàn)考查綜合分析實(shí)驗(yàn)原理的能力。在隔絕空氣的條件下將鐵粉與硫粉混合加熱，反應(yīng)后固體成分中一定含有FeS，可能含有Fe或S，相關(guān)反應(yīng)為Fe+S=FeS。
（1）因?yàn)闅溲趸�鈉溶液增重，說明一定有H₂S產(chǎn)生，推知M中一定有硫化亞鐵；硫酸銅溶液無變化，說明硫化氫已被氫氧化鈉溶液完全吸收，量氣管里收集到的氣體一定是氫氣，推知M中有鐵粉。根據(jù)氫氣的體積可以計算出鐵的質(zhì)量：n（Fe）=n（H₂）=（V/22400）mol，m（Fe）=（V/22400）mol×56g/mol=（V/400）g。（2）B裝置為洗氣瓶，可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O，Na₂S+H₂S=2NaHS，NaOH+H₂S=NaHS+H₂O，但是可以認(rèn)為B瓶中氫氧化鈉過量。（3）因?yàn)榱蚧瘹淇扇苡谒�，若氫氣中混有硫化氫將影響氫氣體積的測定，所以C裝置用于檢驗(yàn)H₂S是否已除盡。若沒有氫氧化鈉溶液，H₂S將與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀：H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄。（4）淡黃色固體是硫粉，用過濾法分離硫要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯。（5）不考慮硫粉與鐵粉反應(yīng)得到固體M產(chǎn)生的誤差，則題述現(xiàn)象源于測定M成分產(chǎn)生的誤差。a項，若鐵粉和硫粉沒有反應(yīng)完，通過測定氫氣的體積可測定鐵粉剩余的量，同時可直接測定硫過量的量，所以對M總質(zhì)量的測定沒有影響；b項，讀氫氣體積時，水準(zhǔn)管中水面高于量氣管里的水面，量氣管里氫氣受到的壓強(qiáng)大于外壓（增加了液壓部分的壓強(qiáng)），造成測定的氫氣體積偏小，測定的鐵粉質(zhì)量偏低；c項，A管中殘留有氣體，必定造成測得的M質(zhì)量偏小；d項，排水法收集氫氣，氫氣不需要干燥。故選bc。