Question

現(xiàn)有一塊鐵碳合金，某化學(xué)興趣小組為了測定合金中鐵的質(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進行實驗（夾持儀器已省略），請你參與此項活動并回答相應(yīng)的問題．

（1）以下有關(guān)合金的說法，正確的是

 

（填寫字母）
A．鐵碳合金的熔點高于純鐵和碳
B．鐵碳合金的熔點介于純鐵和碳之間
C．鐵碳合金的硬度大于純鐵
D．其他條件相同時，鐵碳合金的耐腐蝕性強于純鐵
（2）按圖示連接好裝置，加入藥品前，必需進行的操作是

 

．稱量F的質(zhì)量，將m g合金樣品放入A中，再通過B加入過量的濃硫酸．寫出下列儀器的名稱：A

 

，B

 

．
（3）未點燃酒精燈前，A中無明顯現(xiàn)象，其原因是：

 

．
（4）點燃酒精燈，反應(yīng)一段時間后，C、D中可觀察到明顯的現(xiàn)象．寫出合金樣品在A中反應(yīng)的化學(xué)方程式（任寫一個）

 

．
（5）C中的現(xiàn)象是

 

，D中足量酸性KMnO₄ 溶液的作用是

 

，由此可知濃硫酸具有

 

性．
（6）反應(yīng)一段時間，待A中不再逸出氣體時，停止加熱，恢復(fù)到室溫后，拆下F稱重，F(xiàn)增重b g．則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為

 

（寫表達式）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）依據(jù)合金的性質(zhì)分析，合金的熔點低于各成分，硬度大于各成分，含有碳的鐵合金在潮濕空氣中易形成原電池反應(yīng)，鐵做負極被腐蝕；
（2）按圖示連接好裝置，加入藥品前，必需進行的操作是檢查裝置的氣密性；結(jié)合裝置圖中儀器作用和圖象寫出儀器的名稱；
（3）常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)；
（4）鐵和過量濃硫酸加熱反應(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；
（5）裝置C是檢驗二氧化硫氣體存在的裝置，品紅試液變?yōu)闊o色；裝置D是利用高錳酸鉀溶液的強氧化性吸收二氧化硫；
（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)；

解答： 解：（1）依據(jù)合金的性質(zhì)分析，合金的熔點低于各成分，硬度大于各成分，含有碳的鐵合金在潮濕空氣中易形成原電池反應(yīng)，鐵做負極被腐蝕；
A．鐵碳合金的熔點低于純鐵和碳，故A錯誤；
B．鐵碳合金的熔點低于純鐵和碳，故B錯誤；
C．鐵碳合金的硬度大于純鐵，故C正確；
D．其他條件相同時，含有碳的鐵合金在潮濕空氣中易形成原電池反應(yīng)，鐵做負極被腐蝕；鐵碳合金的耐腐蝕性弱于純鐵，故D錯誤；
故答案為：C．
（2）關(guān)閉分液漏斗的活塞，在E裝置后面連上一根導(dǎo)管，然后把最后導(dǎo)氣管插入水，加熱發(fā)生裝置導(dǎo)氣管冒氣泡，停止加熱上升一段水柱證明裝置氣密性好，按圖示連接好裝置，加入藥品前，必需進行的操作是檢查裝置的氣密性，A為蒸餾燒瓶，B為分液漏斗；
故答案為：檢驗裝置氣密性；蒸餾燒瓶，分液漏斗；
（3）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，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)，
故答案為：常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（4）鐵和過量濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
故答案為：鐵和過量濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
（5）裝置C是檢驗二氧化硫氣體存在的裝置，品紅試液變?yōu)闊o色，說明生成了二氧化硫，證明硫酸具有氧化性被還原為二氧化硫，裝置D是利用高錳酸鉀溶液的強氧化性吸收二氧化硫；反應(yīng)產(chǎn)物生成二氧化硫氣體說明濃硫酸具有強氧化性；
故答案為：品紅溶液逐漸褪色；吸收二氧化硫防止其被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果；強氧化性；
（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F裝置并稱重，F(xiàn)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=

12b

44

g，則含鐵的質(zhì)量為mg-

3b

11

g，鐵的質(zhì)量分數(shù)為

11m-3b

11m

×100%；故答案為：

11m-3b

11m

×100%；

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗方法，裝置的特征分析，流程反應(yīng)和試劑作用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．