(2013?保定一模)某;瘜W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置(圖中部分夾持儀器已略去)來(lái)測(cè) 定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),并探究鐵與濃硫酸的反應(yīng).請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)mg鐵碳合金中加入過(guò)量濃硫酸,未點(diǎn)燃酒精燈前,A、B均無(wú)明顯現(xiàn)彖,其原 因是①
常溫下Fe在濃硫酸中鈍化
常溫下Fe在濃硫酸中鈍化
碳不與濃硫酸反應(yīng)
碳不與濃硫酸反應(yīng)

(2)點(diǎn)燃酒精燈,可觀察到B中的現(xiàn)象是
品紅溶液褪色
品紅溶液褪色
C 的作用是
除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫以除盡
除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫以除盡

(3)待A中不再逸出氣體時(shí),停止加熱,拆下E并稱重,E增重bg.則銖碳合金 中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
1-
3b
11m
1-
3b
11m
 (寫表達(dá)式).
(4)興趣小組使用設(shè)計(jì)的如圖實(shí)驗(yàn)裝置,操作正確,且每一個(gè)反應(yīng)均完全,仍然發(fā)現(xiàn)所測(cè)得的鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低,其主要原因是
干燥管中的堿石灰能夠吸收空氣中CO2、H2O等
干燥管中的堿石灰能夠吸收空氣中CO2、H2O等

(5)若反應(yīng)一段時(shí)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:Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:
既有Fe2+,又有Fe3+
既有Fe2+,又有Fe3+
驗(yàn)證Ⅲ的實(shí)驗(yàn)方法是
既有Fe2+,又有Fe3+;取試樣少許與試管中,先滴加少量的硫氰化鉀溶液,振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3+;再取少許試樣與試管中,滴加少量的酸性KMnO4溶液,若淺紅色褪去,證明溶液中含有Fe2+
既有Fe2+,又有Fe3+;取試樣少許與試管中,先滴加少量的硫氰化鉀溶液,振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3+;再取少許試樣與試管中,滴加少量的酸性KMnO4溶液,若淺紅色褪去,證明溶液中含有Fe2+
分析:(1)根據(jù)常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng)進(jìn)行解答;
(2)加熱條件下,F(xiàn)e、碳都與濃硫酸反應(yīng),碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳與水,根據(jù)二氧化硫具有漂白性判斷使品紅溶液顏色變化;二氧化硫具有還原性,可以被酸性高錳酸鉀氧化二除去,根據(jù)顏色變化確定二氧化硫是否除盡;
(3)根據(jù)碳原子守恒計(jì)算出合金中含有碳的質(zhì)量,再計(jì)算出合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(4)E中所裝試劑為堿石灰,可吸收空氣中CO2、H2O使測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量增大;
(5)根據(jù)鐵與濃硫酸反應(yīng),鐵可能被氧化成Fe3+或Fe2+完成假設(shè)Ⅲ;先使用硫氰化鉀檢驗(yàn)鐵離子,然后使用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子.
解答:解:(1)常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應(yīng),沒(méi)有二氧化硫生成,故A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象,
故答案為:常溫下Fe在濃硫酸中鈍化;碳不與濃硫酸反應(yīng);
(2)加熱條件下,F(xiàn)e、碳都與濃硫酸反應(yīng),碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳與水,反應(yīng)方程式為:C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O,由于二氧化硫具有漂白性,所以B裝置中品紅溶液褪色;由裝置可知,實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)定E裝置堿石灰增重,測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量,進(jìn)而測(cè)定鐵的含量,堿石灰可以吸收二氧化硫,二氧化硫具有還原性,可以被酸性高錳酸鉀氧化二除去,根據(jù)顏色變化確定二氧化硫是否除盡,故C的作用是除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫以除盡,
故答案為:品紅溶液褪色;除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫以除盡;
(3)稱取mg鐵碳合金,加入過(guò)量濃硫酸,加熱待A中不再逸出氣體時(shí),停止加熱,拆下E裝置并稱重,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mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量為
bg
44g/mol
×12g/mol=
3b
11
g,則含鐵的質(zhì)量為mg-
3b
11
g,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
mg-
3b
11
g
mg
=1-
3b
11m

故答案為:1-
3b
11m
;
(4)由于裝置E中所裝試劑為堿石灰,堿石灰能夠吸收空氣中CO2、H2O等,使測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量增大,測(cè)得的鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低,
故答案為:干燥管中的堿石灰能夠吸收空氣中CO2、H2O等;
(5)鐵與濃硫酸反應(yīng),鐵可能被氧化成Fe3+或Fe2+,試樣中所含金屬離子的成分有以下三種可能:只含有Fe3+;只含有Fe2+;既有Fe2+,又有Fe3+,
檢驗(yàn)假設(shè)Ⅲ的方法為:取試樣少許與試管中,先滴加少量的硫氰化鉀溶液,振蕩后溶液顯示紅色證明有鐵離子;再取少許試樣與試管中,滴加少量的酸性高錳酸鉀溶液,若淺紅色褪去,證明溶液中含有亞鐵離子,
故答案為:既有Fe2+,又有Fe3+;取試樣少許與試管中,先滴加少量的硫氰化鉀溶液,振蕩后溶液顯示紅色證明有Fe3+;再取少許試樣與試管中,滴加少量的酸性KMnO4溶液,若淺紅色褪去,證明溶液中含有Fe2+
點(diǎn)評(píng):本題考查了探究物質(zhì)的組成方法、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),題目難度較大,涉及了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)、離子檢驗(yàn)、鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等知識(shí),注意熟記常見(jiàn)物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究,并通過(guò)觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,來(lái)驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,該類試題側(cè)重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)答題能力的培養(yǎng)和方法與技巧的指導(dǎo)和訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和應(yīng)試能力,提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?保定一模)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)重鉻酸鉀時(shí)用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)、純堿、燒堿、氯酸鉀等為原料先制得鉻酸鈉(Na2CrO4),涉及的主要反應(yīng)是6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O,然后將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7.其主要工藝如下:

試回答下列問(wèn)題:
(1)在反應(yīng)器①中,有Na2CrO4生成,同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳},寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2

(2)NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②生成沉淀而除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③的目的是什么,用簡(jiǎn)要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明:
由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解:SiO32-+2H2OH2SiO3+2OH-(或SiO32-+H2OHSiO3-+OH-,HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-,AlO2-+H2OAl(OH)3+OH-),降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全
由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解:SiO32-+2H2OH2SiO3+2OH-(或SiO32-+H2OHSiO3-+OH-,HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-,AlO2-+H2OAl(OH)3+OH-),降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全

(4)操作④中,酸化時(shí),CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式:
2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

(5)稱取重鉻酸鉀試樣2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL 2mol/LH2SO4溶液和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示劑,用0.1200mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是:
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液時(shí),溶液藍(lán)色褪去,半分鐘內(nèi)不變色
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液時(shí),溶液藍(lán)色褪去,半分鐘內(nèi)不變色

②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,則所得產(chǎn)品中的重鉻酸鉀的純度為:
94.08%
94.08%
(設(shè)K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量為294g?mol-1,整個(gè)過(guò)程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2013?保定一模)有人設(shè)想合成具有以下結(jié)構(gòu)的四種烴分子,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2013?保定一模)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2013?保定一模)下表是元素周期表的一部分,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )

周期
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 c d
3 a b e f

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2013?保定一模)下列用來(lái)表示物質(zhì)變化的化學(xué)反應(yīng)中正確的是( 。

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同步練習(xí)冊(cè)答案