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所得固體M的成分，設計了如圖裝置．傾斜A使稀硫酸（足量）與固體M充分反應，待反應停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應后進入量氣管氣體的體積為VmL（已折算成標準狀況）
由上述實驗事實可知：
（1）①固體M中一定有的物質(zhì)是

 

（填化學式）；
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裝置中反應的離子方程式

 

．
（3）C裝置的作用是

 

，如果實驗中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

．
（4）稀硫酸和固體M反應后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是

 

，要分離出該固體，在實驗操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是

 

．
（5）通過進一步實驗，測得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是

 

A  M中有未反應的鐵和硫
B  測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面
C  A中留有反應生成的氣體      
D  氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應，裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵，根據(jù)氫氣的體積可計算出鐵的質(zhì)量；
（2）根據(jù)B裝置的作用分析；氫氧化鈉和硫化氫反應生成硫化鈉和水；
（3）C裝置作用為檢驗硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會和硫酸銅反應生成黑色的硫化銅沉淀；
（4）根據(jù)硫的物理性質(zhì)及過濾操作所需儀器解答；
（5）測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面，則測得氣體體積小于實際體積，造成據(jù)此計算出固體M中鐵的質(zhì)量比實際偏小．

解答： 解：（1）鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應，裝置B增重，說明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無變化，說明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說明收集的氣體是氫氣，說明M中還有鐵，鐵和硫酸反應的離子方程式為：
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
56g 22.4L
m V×10^-3L
m=

56g×V×10-3L

22.4L

=2.5×10^-3Vg；
通過以上分析知，固體中含有Fe、FeS，故答案為：Fe、FeS；2.5×10^-3V；
（2）B裝置能吸收氣體，為洗氣瓶，硫化氫和氫氧化鈉反應生成硫化鈉和水，反應的離子方程式為2OH^-+H₂S=2H₂O+S^2-，
故答案為：洗氣瓶；2OH^-+H₂S=2H₂O+S^2-；
（3）C裝置作用為檢驗硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會和硫酸銅反應生成黑色的硫化銅沉淀；
故答案為：檢驗硫化氫氣體是否完全被B裝置吸收；硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色沉淀；
（4）稀硫酸和固體M反應后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是硫，硫不溶于水，故可采取過濾方法分離，過濾所需儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒；
故答案為：硫；漏斗、玻璃棒；
（5）測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面，則測得氣體體積小于實際體積，造成據(jù)此計算出固體M中鐵的質(zhì)量比實際偏小，測得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，M中有未反應的鐵和硫；因測量氣體的體積是通過排出水的體積來測量的，只要生成氣體，由于壓強增大，氣體就膨脹，排出水，增加的氣體可排出水的體積相同，故A中留有反應生成的氣體，氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥都不影響氣體的體積；
故選：B．

點評：本題考查了探究物質(zhì)組成的測定，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，再結合物質(zhì)之間的反應來分析解答，知道每個裝置中發(fā)生的反應，題目難度不大．