Question

（14分)為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的部分產(chǎn)物并測定鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，某化學活動小組設(shè)計了下圖所示的實驗裝置，并完成以下實驗探究。

往圓底燒瓶中加入mg鐵碳合金，并滴入過量濃硫酸，點燃酒精燈。

（1）裝置B的作用是______________________________________。

（2）甲同學觀察到裝置C中有白色沉淀生成。他得出了使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳的結(jié)論。裝置A中能產(chǎn)生二氧化碳的化學方程式為_______________。

（3）乙同學認為甲同學的結(jié)論是錯誤的，他認為為了確認二氧化碳的存在，需在裝置B~C之間添加裝置M，裝置E、F中盛放的試劑分別是_____、__________。重新實驗后觀察到裝置F中的現(xiàn)象是__________。

（4）有些同學認為合金中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)可用KMnO4溶液來測定（5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O）。測定鐵元素質(zhì)量分數(shù)的實驗步驟如下；

I．往燒瓶A中加入過量的還原劑銅粉使溶液中的Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2+過濾，得到濾液B；

II．將濾液B稀釋為250 mL；

III．取稀釋液25．00 mL，用濃度為c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定，三次滴定實驗所需KMnO4溶液體積的平均值為VmL。

①步驟II中，將濾液B稀釋為250 mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須要用到的是___________________。

②滴定過程中_______________(填“需要”或“不需要")加入指示劑。

③鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)最分數(shù)為_____________________________。

 

Answer 1

(除標明外，每空2分，共14分)（1）檢驗SO2的存在 （2）C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

（3）酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案) 品紅溶液 品紅溶液不褪色或無明顯現(xiàn)象

（4）①250 mL容量瓶(1分) ②不需要(1分) ③×100%

【解析】

試題分析：（1）濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO2，而SO2能使品紅溶液褪色，所以裝置B的作用是檢驗SO2的存在；

（2）在加熱的條件下碳與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CO2、SO2和水，方程式為C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；

（3）由于反應(yīng)中產(chǎn)生的SO2也能使澄清石灰水變渾濁，所以在通入澄清石灰水之前要除去SO2，可以利用酸性高錳酸鉀溶液。為了保證完全除去，還需要再次通入品紅溶液以經(jīng)驗是否除盡，即裝置E、F中盛放的試劑分別是酸性KMnO4溶液或溴水、品紅溶液。當品紅溶液不褪色或無明顯現(xiàn)象時可以證明SO2已經(jīng)除盡。

（4）①將濾液B稀釋為250 mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須要用到的是250ml容量瓶；

②由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以滴定過程中不需要加入指示劑；

③根據(jù)方程式5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知25ml溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量是5×0．001cVmol，則原溶液中亞鐵離子的物質(zhì)的量是5×0．001cVmol×10＝0．05cVmol。所以根據(jù)原子守恒可知鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量是0．05cVmol×56g/mol＝2．8cVg，所以鐵的質(zhì)最分數(shù)為×100%。

考點：考查濃硫酸的性質(zhì)、氣體的檢驗以及元素含量測定與計算等