同學為測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設計如圖所示的實驗裝置和方案(夾持儀器已省略):
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I.[探究濃硫酸某些性質(zhì)]
(1)實驗前,稱量裝置E的質(zhì)量,連接好裝置后首先應進行的操作是
 

(2)將m g鐵碳合金樣品放入A中加適量的濃硫酸,點燃酒精燈前A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
 

(3)點燃酒精燈后,A中發(fā)生反應的化學方程式為
 
(任寫一個).
B中的現(xiàn)象為
 
,由此可知濃硫酸具有強氧化性.
(4)反應一段時間后從A中產(chǎn)生氣體的速率仍然較快,除因反應放熱溫度較高外,還可能的原因是
 

Ⅱ.[測定鐵的質(zhì)量分數(shù)]
(5)反應一段時間后C中酸性KMn04溶液的顏色逐漸變淺是由于A中產(chǎn)生的S02使KMn04溶液變淺,待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,E增重b g,則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).另一位同學認為上述方案有不足之處,他說這樣測出的Fe的質(zhì)量分數(shù)會有較大的誤差,請你判斷其誤差可能
 
(填“偏高”、“偏低”).(可能用的相對原子質(zhì)量0:16 C:12 Fe:56)
分析:(1)依據(jù)裝置中的壓強變化恒容液面變化分析檢驗,最后導氣管插入水,加熱發(fā)生裝置導氣管冒氣泡,停止加熱上升一段水柱;
(2)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;
(3)鐵和過量濃硫酸加熱反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水,裝置B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C是利用高錳酸鉀溶液的強氧化性吸收二氧化硫;
(4)反應一段時間后從A中產(chǎn)生氣體的速率仍然較快,除因反應放熱溫度較高外,還可能的原因是鐵碳合金在溶液中形成原電池反應;
(5)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);E裝置后再連接一個盛堿石灰的干燥管防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣進入干燥管,否則使測定結(jié)果偏高.
解答:解:(1)關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E裝置后面連上一根導管,然后把最后導氣管插入水,加熱發(fā)生裝置導氣管冒氣泡,停止加熱上升一段水柱證明裝置氣密性好,
故答案為:將導氣管插入水中,加熱燒瓶,導氣管冒氣泡,停止加熱有一段水柱上升;
(2)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,
故答案為:常溫下Fe在濃硫酸中鈍化,碳不與濃硫酸反應;
(3)鐵和過量濃硫酸加熱反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水,反應的化學方程式為:2Fe+6H2SO4(濃)
  △  
.
 
Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O;裝置B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,
故答案為:2Fe+6H2SO4(濃)
  △  
.
 
Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O;品紅溶液逐漸褪色;
(4)反應一段時間后從A中產(chǎn)生氣體的速率仍然較快,除因反應放熱溫度較高外,還可能的原因是鐵碳合金在溶液中形成原電池反應,加快反應速率,
故答案為:鐵碳合金在溶液中形成原電池反應;
(5)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
12b
44
=
3b
11
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%;E中所裝試劑為堿石灰,可吸收空氣中CO2、H2O使b增大,導致測定結(jié)果偏高;改進的方法是增加一個盛堿石灰的干燥管防止空氣中的二氧化碳和水進入,
故答案為:
11m-3b
11m
×100%;偏高.
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,流程反應和試劑作用是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
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相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2009?商丘二模)現(xiàn)有某鐵碳合金,某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設計了下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問題.

Ⅰ探究濃硫酸的某些性質(zhì)
(1)按圖示的連接裝置,檢查裝置的氣密性,稱量E的質(zhì)量.
(2)將mg鐵碳合金樣品放入A中,再加入適量的濃硫酸.未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
常溫下,F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化;常溫下,碳不與濃硫酸反應
常溫下,F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化;常溫下,碳不與濃硫酸反應

(3)點燃酒精燈一段時間后,A、B中可觀察到明顯的現(xiàn)象.
寫出A中發(fā)生反應的化學方程式
2Fe+6H2SO4(濃)
  △  
.
 
Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O
2Fe+6H2SO4(濃)
  △  
.
 
Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O
(任寫一個).B中的現(xiàn)象是
品紅溶液逐漸褪色
品紅溶液逐漸褪色
,由此可得到濃硫酸具有
強氧化
強氧化
性.
(4)隨著反應的進行,A中還可能發(fā)生某些離子反應.寫出相應的離子方程式:
2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2
2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2
(任寫一個).
(5)反應一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因溫度較高,反應放熱外,還可能的原因是
鐵、碳在溶液中形成原電池
鐵、碳在溶液中形成原電池

Ⅱ測定鐵的質(zhì)量分數(shù)
(6)待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重.E增重b g.
鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
11m-3b
11m
×100%
11m-3b
11m
×100%
(寫表達式).
(7)某同學認為上述方法較復雜,使用下圖所示的裝置和其它常用實驗儀器測定某些數(shù)據(jù)即可.為了快速和準確的計算出鐵的質(zhì)量分數(shù),最簡便的實驗操作是
C
C
(填寫代號).
A.用排水法測定H2的體積
B.反應結(jié)束后,過濾、洗滌、稱量殘渣的質(zhì)量
C.測定反應前后裝置和藥品的總質(zhì)量.

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科目:高中化學 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物),某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設計了如圖所示的實驗裝置(夾持儀器已省略)和實驗方案進行實驗探究.
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Ⅰ測定鐵的質(zhì)量分數(shù):
(1)檢查上述裝置氣密性的一種方法是:關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E裝置后面連上一根導管,然后
 
,則證明裝置的氣密性良好.
(2)稱量E的質(zhì)量,并將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中,再加入足量的濃硫酸,待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,E增重b g.鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).
(3)裝置C的作用
 

(4)甲同學認為,依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,原因是空氣中CO2、H2O進入E管使b增大.你認為改進的方法是
 

(5)乙同學認為,即使甲同學認為的偏差得到改進,依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)也可能會偏高.你認為其中的原因是
 

Ⅱ探究濃硫酸的某些性質(zhì):
(6)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,其原因是:
 

(7)A中鐵與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式是
 
,反應中濃硫酸表現(xiàn)出的性質(zhì)是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質(zhì)的混合物),k某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設計了下圖所示的實驗裝置(夾持儀器已省略)和實驗方案進行實驗探究.
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(1)檢查上述裝置氣密性的一種方法是:關(guān)閉分液漏斗的活塞,在E裝置后面連上一根導管,然后
 
,則證明裝置的氣密性良好.
(2)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,其原因是:
 

(3)A中鐵與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式是
 
,
(4)裝置C的作用
 

(5)稱量E的質(zhì)量,并將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中,再加入足量的濃硫酸,待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,E增重b g.鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).
(6)甲同學認為,依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,原因是空氣中CO2、H2O進入E管使b增大.你認為改進的方法是
 

(7)乙同學認為,即使甲同學認為的偏差得到改進,依據(jù)此實驗測得合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)也可能會偏高.你認為其中的原因是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

現(xiàn)有某鐵碳合金,某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),并探究濃硫酸的某些性質(zhì),設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問題.(由實驗裝置引起的實驗誤差忽略不計).
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Ⅰ.探究濃硫酸的某些性質(zhì)
(1)稱量E的質(zhì)量;按照圖1所示連接裝置,檢查裝置的氣密性.
(2)將mg鐵碳合金樣品放入A中,再加入適量的濃硫酸.未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
 
.點燃酒精燈一段時間后,B中可觀察到的明顯現(xiàn)象是
 
.C中足量的酸性KMnO4溶液所起的作用是
 
.D中盛放的試劑是
 

(3)反應一段時間后,從A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應溫度較高外,還可能的原因是
 

Ⅱ.測定鐵的質(zhì)量分數(shù)
(4)待A中不再逸出氣體時,停止加熱,拆下E并稱重,E增重bg,則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為
 
(寫表達式).某同學認為:依據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),計算合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)可能會偏低,你認為可能的原因是
 

(5)經(jīng)過大家的討論,決定采用圖2裝置和其他常用實驗儀器測定某些數(shù)據(jù)即可,為了快速和準確地計算出鐵的質(zhì)量分數(shù),最簡便的實驗操作是
 
(填寫代號).
①用排水法測定H2的體積
②反應結(jié)束后,過濾、洗滌、干燥、稱量殘渣的質(zhì)量
③測定反應前后裝置和藥品的總質(zhì)量.

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