【題目】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)，并探究濃硫酸的還原產(chǎn)物，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：

（1）該裝置的連接順序a___(填接口字母)，連接好裝置后，首先應(yīng)進行的操作是____。

（2）mg鐵碳合金中加入濃H2SO4，點燃酒精燈一段時間后，用滴管吸取A中的溶液滴入到適量水中作為試樣，試樣中所含金屬離子的成分有以下三種可能：A：只含有Fe3＋；B：只含有Fe2＋；C：____，若為A，則A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___，驗證C種可能的實驗方法___。

（3）待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下C并稱重，C增重bg。鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)____(寫表達式)。

（4）某同學(xué)認為利用此裝置測得鐵的質(zhì)量分數(shù)偏大，請你寫出可能的原因：_____。

（5）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____。

【答案】hicbfgde 檢查裝置氣密性 既有Fe2＋，又有Fe3＋ 2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 取試樣少許于試管中，先滴加少量的硫氰酸鉀溶液，振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3＋；再取少許試樣于試管中，滴加少量的酸性KMnO4溶液，若紫色退去，證明溶液中含有Fe2＋ 反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體未能完全排到裝置C中，則C增加的質(zhì)量偏小，所以碳的質(zhì)量會偏小，鐵的質(zhì)量分數(shù)會偏高 Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋

【解析】

（1）鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水；碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，二氧化硫具有漂白性，應(yīng)先檢驗二氧化硫，用品紅溶液，然后用過量高錳酸鉀除去二氧化硫，用濃硫酸干燥后，剩余二氧化碳被堿石灰吸收，故連接順序為：a hicbfgd e；在進行氣體制備實驗前，應(yīng)先檢查裝置氣密性；故答案為：hicbfgd e；檢查裝置氣密性

（2）濃硫酸具有氧化性，與鐵反應(yīng)生成Fe3＋，隨著反應(yīng)的進行濃硫酸濃度減小，逐漸變?yōu)橄×蛩�，若鐵足量，與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2＋，若鐵過量，過量的鐵與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，因此反應(yīng)后的溶液中含有的金屬離子成分可能有三種：A：只含有Fe3＋；B：只含有Fe2＋；C：既有Fe2＋，又有Fe3＋；鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水；碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，則A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，驗證第三種可能的實驗方法：取試樣少許于試管中，先滴加少量的硫氰酸鉀溶液，振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3＋；再取少許試樣于試管中，滴加少量的酸性KMnO4溶液，若紫色退去，證明溶液中含有Fe2＋。

答案為：既有Fe2＋，又有Fe3＋；2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；取試樣少許于試管中，先滴加少量的硫氰酸鉀溶液，振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3＋；再取少許試樣于試管中，滴加少量的酸性KMnO4溶液，若紫色退去，證明溶液中含有Fe2＋；

（3）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C裝置并稱重，C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=×12g/mol= g，則含鐵的質(zhì)量為mg-g，鐵的質(zhì)量分數(shù)=×100%=×100%。

答案為：×100%

（4）反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體未能完全排到裝置C中，則C增加的質(zhì)量偏小，所以碳的質(zhì)量會偏小，鐵的質(zhì)量分數(shù)會偏高，故答案為：反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體未能完全排到裝置C中，則C增加的質(zhì)量偏小，所以碳的質(zhì)量會偏小，鐵的質(zhì)量分數(shù)會偏高；

（5）濃硫酸具有氧化性，與鐵反應(yīng)生成Fe3＋，隨著反應(yīng)的進行濃硫酸濃度減小，逐漸變?yōu)橄×蛩�，若鐵足量，與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2＋，若鐵過量，過量的鐵與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，還可能發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；

答案為：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；

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：

【題目】一定溫度下反應(yīng)：A2（g）+3 B2（g）2 AB3（g） （每生成2 mol AB3放出92.4 kJ的熱量），在恒溫恒壓的密閉容器中進行如下實驗：①通入1 mol A2和3 mol B2，達平衡時放出熱量為Q1，②通入2 mol A2和6 mol B2，達平衡時放出熱量為Q2，則下列關(guān)系正確的是

A．Q2 = 2 Q1 B．2Q1 < Q2

C．Q1 < Q2 < 92.4 kJ D．Q1 = Q2 < 92.4 kJ

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有機物M是有機合成的重要中間體，制備M的一種合成路線如下(部分反應(yīng)條件和試劑略去)：

已知：①A的密度是相同條件下H2密度的38倍；其分子的核磁共振氫譜中有3組峰；

②(-NH2容易被氧化)；

③R-CH2COOH

請回答下列問題：

(1)B的化學(xué)名稱為______。A中官能團的電子式為______。

(2)CD的反應(yīng)類型是______，I的結(jié)構(gòu)簡式為______。

(3)FG的化學(xué)方程式為______。

(4)M不可能發(fā)生的反應(yīng)為______(填選項字母)。

a.加成反應(yīng) b.氧化反應(yīng) c.取代反應(yīng) d.消去反應(yīng)

(5)請寫出任意兩種滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體有______。

①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) ②能與NaHCO3反應(yīng) ③含有-NH2

(6)參照上述合成路線，以為原料(無機試劑任選)，設(shè)計制備的合成路線：______。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會生成副產(chǎn)物HCl，利用下列反應(yīng)可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。恒溫恒容的密閉容器中，充入一定量的反應(yīng)物發(fā)生上述反應(yīng)，能充分說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（ ）

A.混合氣體的密度不再改變

B.氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再改變

C.斷開4 mol H-Cl鍵的同時生成4 mol H-O鍵

D.n(HCl)：n(O2)：n(Cl2)：n(H2O)=4：1：2：2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】常溫下，幾種難溶金屬氫氧化物分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤旱?/span>pH，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）

A.a點代表Fe(OH)3的飽和溶液

B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]

C.在pH=7的溶液中，Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋能大量共存

D.向各含0.1mol·L-1Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2＋最先沉淀

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的敘述正確的是 ( )

A. 室溫下，pH=3的氫氟酸加水稀釋后，電離常數(shù)Ka(HF)和pH均減小

B. 室溫下，將稀氨水逐滴加入稀硫酸中，當(dāng)溶液pH=7時，c(SO42－)＞c(NH4＋)

C. 向0.1mol/L的氨水中加入少量硫酸銨固體，則溶液中增大

D. 室溫下，pH=11的NaOH溶液與pH=3的醋酸溶液等體積混合，滴入石蕊試液呈紅色

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體，嚴重污染空氣。對廢氣進行脫硝、脫碳和脫硫處理可實現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。

I. 脫硝：

已知：H2的燃燒熱為285.8kJ·mol1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol1

H2O(g)=H2O(l) ΔH=44kJ·mol1

催化劑存在下，H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為：______。

II. 脫碳：

(1)向2L密閉容器中加入2mol CO2和6mol H2，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟�，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)

① 該反應(yīng)自發(fā)進行的條件是_____(填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)

② 下列敘述能說明此反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____。(填字母)

a. 混合氣體的平均式量保持不變 b. CO2和H2的體積分數(shù)保持不變 c. CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等

d. 混合氣體的密度保持不變 e. 1 mol CO2生成的同時有3 mol HH鍵斷裂

(2) 改變溫度，使反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0中的所有物質(zhì)都為氣態(tài)。起始溫度、體積相同(T1℃、2L密閉容器)。反應(yīng)過程中部分數(shù)據(jù)見表：

反應(yīng)時間

CO2(mol)

H2(mol)

CH3OH(mol)

H2O(mol)

反應(yīng)I：恒溫恒容

0min

2

6

0

0

10min

4.5

20min

1

30min

1

反應(yīng)II：絕熱恒容

0min

0

0

2

2

①達到平衡時，反應(yīng)I、II對比：平衡常數(shù)K(I)___K(II)(填“＞”“＜”或“=”下同)；平衡時CH3OH的濃度c(I)___c(II)。

②對反應(yīng)I，前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=_____。在其他條件不變的情況下，若30 min時只改變溫度T2℃，此時H2的物質(zhì)的量為3.2 mol，則T1____T2(填“＞”、“＜”或“=”)。若30 min時只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，則平衡_____移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（ ）

A.1 mol Na與O2完全反應(yīng)生成Na2O和Na2O2的混合物，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA，生成物中離子總數(shù)為2NA

B.的NaHSO3溶液中，由水電離的H+數(shù)目為0.01NA個

C.32.5 g鋅與一定量濃硫酸恰好完全反應(yīng)，生成氣體的分子數(shù)為0.5NA

D.反應(yīng)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，當(dāng)放出熱量9.2 kJ時轉(zhuǎn)移電子0.3NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來制取硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。

工業(yè)上還可以利用鎂制取硅，反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si，同時會發(fā)生副反應(yīng)：2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置，試回答下列問題：

（1）由于O2和H2O（g）的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用________(填序號)。

a．石灰石　　　b．鋅�！　　．純堿

（2）實驗開始時，必須先通一段時間X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是 ___________________________；當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是______________________。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4（硅烷）氣體，然后SiH4自燃．用化學(xué)方程式表示這兩個反應(yīng)①________________________②___________________．

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同步練習(xí)冊答案