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2.某化學興趣小組設計了圖示實驗裝置(圖中省略了夾持儀器)來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數.

(1)m g鐵碳合金中加入過量濃硫酸,未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現象,其原因是常溫下碳與濃硫酸不反應、常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化.
(2)A中鐵與濃硫酸在加熱時反應的化學方程式為2Fe+6H2SO4 (濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O.
(3)待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下裝置E并稱重,裝置E增重n g.則鐵碳合金中鐵的質量分數為$\frac{11m-3n}{11m}$×100%(用含m、n的表達式表示).
(4)甲同學認為利用此裝置測得鐵的質量分數可能偏小,請寫出其可能原因:裝置E可吸收空氣中的CO2和水蒸氣,導致E質量增重偏大.乙同學認為利用此裝置測得鐵的質量分數可能偏大,請寫出其可能原因:裝置內殘留CO2未被E吸收,導致E質量增重偏。

分析 由裝置圖可知,該實驗原理:通過測定干燥管E的質量增重確定二氧化碳的質量,根據二氧化碳的質量計算鐵碳合金中碳的質量,進而計算鐵的質量,再計算合金中鐵的質量分數.故二氧化硫會影響二氧化碳的測定,進入干燥管E的氣體應除去二氧化硫、且干燥.
(1)常溫下碳與濃硫酸不反應,鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化現象;
(2)鐵與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、硫酸鐵、水;
(3)E增重ng為二氧化碳的質量,根據碳元素守恒計算合金中碳元素的質量,合金的質量減去碳元素質量等于鐵的質量,再根據質量分數定義計算;
(4)裝置E可吸收空氣中的CO2和水蒸氣,導致E質量增重;裝置內殘留部分二氧化碳,未能被裝置E完全吸收,導致測量的二氧化碳的質量偏小,即合金中碳元素的質量偏。

解答 解:由裝置圖可知,該實驗原理:通過測定干燥管E的質量增重確定二氧化碳的質量,根據二氧化碳的質量計算鐵碳合金中碳的質量,進而計算鐵的質量,再計算合金中鐵的質量分數.故二氧化硫會影響二氧化碳的測定,進入干燥管E的氣體應除去二氧化硫、且干燥.
(1)常溫下,鐵與濃硫酸反應生成一層致密的氧化物保護膜,阻止內金屬繼續(xù)與濃硫酸反應,發(fā)生鈍化現象,
故答案為:常溫下碳與濃硫酸不反應,常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化;
(2)鐵與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、硫酸鐵、水,反應方程式為2Fe+6H2SO4 (濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O,
故答案為:2Fe+6H2SO4 (濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O;
(3)E增重n g為二氧化碳的質量,根據碳元素守恒可知合金中碳元素的質量為 $\frac{12}{44}$ng,合金中鐵的質量為mg-$\frac{12}{44}$ng=(m-$\frac{3}{11}$n)g,故鐵的質量分數 $\frac{m-\frac{3}{11}n}{m}$×100%=$\frac{11m-3n}{11m}$×100%,
故答案為:$\frac{11m-3n}{11m}$×100%;
(4)甲同學認為利用此裝置測得鐵的質量分數可能偏小,裝置E可吸收空氣中的CO2和水蒸氣,導致E質量增重偏大;
乙同學認為利用此裝置測得鐵的質量分數可能偏大,裝置內殘留部分二氧化碳,未能被裝置E完全吸收,導致測量的二氧化碳的質量偏小,即合金中碳元素的質量偏小,鐵元素的質量增大,質量分數增大,
故答案為:裝置E可吸收空氣中的CO2和水蒸氣,導致E質量增重偏大;裝置內殘留CO2未被E吸收,導致E質量增重偏。

點評 本題考查學生對實驗原理的理解、對實驗方案與實驗裝置的評價、元素化合物性質、化學計算等,難度中等,清楚實驗原理是解題的關鍵,需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力,題目難度中等.

練習冊系列答案
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5.下表是元素周期表的一部分,請回答有關問題:
主族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2
3
4
(1)表中化學性質最不活潑的元素,其原子結構示意圖為
(2)表中能形成兩性氫氧化物的元素是Al(用元素符號表示),寫出該元素的單質與⑨最高價氧化物的水化物反應的化學方程式2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;
(3)④元素與⑦元素形成化合物的電子式;
(4)①、②、⑥、⑦四種元素的最高價氧化物的水化物中酸性最強的是HClO4(填化學式).
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石蕊試紙變藍  ③加入數滴氯水時,溶液無色,再加入BaCl2溶液時,產生的白色沉淀不溶于稀硝酸.
對于下列物質不能確認其在溶液中是否存在的是( 。
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