Question

為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下的反應(yīng)的部分產(chǎn)物并測(cè)定鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并完成以下實(shí)驗(yàn)探究．

（1）往圓底燒瓶中加入m g鐵碳合金，并滴入過(guò)量濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象，其原因是：①常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化；②

 

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

 

．
（3）裝置B的作用是

 

．
（4）甲同學(xué)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．裝置A中能產(chǎn)生二氧化碳的化學(xué)方程式為

 

．
（5）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯(cuò)誤的，他認(rèn)為為了確認(rèn)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(shí)驗(yàn)后觀察到裝置F中的現(xiàn)象是

 

．
（6）有些同學(xué)認(rèn)為合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用KMnO₄溶液來(lái)測(cè)定．
（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe₃++Mn²⁺+4H₂O）．
測(cè)定鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ．往燒瓶A中加入過(guò)量的還原劑使溶液中的Fe³⁺ 完全轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，過(guò)濾，得到濾液B；
Ⅱ．將濾液B稀釋為250mL；
Ⅲ．取稀釋液25.00mL，用濃度為c mol?^-1的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定實(shí)驗(yàn)所需KMnO₄溶液體積的平均值為V mL．
①步驟Ⅱ中，將濾液B稀釋為250mL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丙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列滴定方式（夾持儀器省略），最合理的是

 

．（填字母序號(hào)）

③滴定過(guò)程中

 

（填“需要”或“不需要”）加入指示劑，如需要，應(yīng)加入的指示劑是

 

．
④鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）合金中碳性質(zhì)不活潑，在常溫下與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)；
（2）反應(yīng)一段時(shí)間后，根據(jù)可以加快反應(yīng)速率的方法來(lái)分析；
（3）裝置B中品紅溶液用于檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物SO₂；
（4）碳與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（5）因?yàn)镾O₂也能使澄清石灰水變渾濁，所以甲同學(xué)結(jié)論錯(cuò)誤，為了確認(rèn)二氧化碳存在，必須排出SO₂的干擾以此分析；
（6）①稀釋或配制一定體積溶液必須使用相應(yīng)規(guī)格的容量瓶；
②酸性KMnO₄溶液和酸性稀釋液應(yīng)使用酸式滴定管；
③酸性KMnO₄溶液本身為紫紅色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏伟敕昼妰?nèi)不褪色，即為終點(diǎn)，因此不需另用指示劑；
④由滴定原理n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-）進(jìn)行計(jì)算；

解答： 解：（1）合金中碳性質(zhì)不活潑，在常溫下與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)；故答案為：常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)；
（2）反應(yīng)一段時(shí)間后，濃硫酸變成稀硫酸，鐵、碳和稀硫酸發(fā)生原電池反應(yīng)；故答案為：鐵碳在酸溶液中形成原電池；
（3）裝置B中品紅溶液用于檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物SO₂；故答案為：檢驗(yàn)SO₂的存在；
（4）碳與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；故答案為：C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（5）因?yàn)镾O₂也能使澄清石灰水變渾濁，所以甲同學(xué)結(jié)論錯(cuò)誤，為了確認(rèn)二氧化碳存在，必須排出SO₂的干擾，E中盛放酸性高錳酸鉀溶液，F(xiàn)中盛放品紅溶液，品紅溶液紅色不褪色，證明SO₂已不存在；故答案為：酸性KMnO4溶液；品紅溶液；品紅溶液不褪色；
（6）①稀釋或配制一定體積溶液必須使用相應(yīng)規(guī)格的容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
②酸性KMnO₄溶液和酸性稀釋液應(yīng)使用酸式滴定管，則a、c均錯(cuò)誤，b正確，故選：b；
③酸性KMnO₄溶液本身為紫紅色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏伟敕昼妰?nèi)不褪色，即為終點(diǎn)，因此不需另用指示劑，故答案為：不需要；
④由滴定原理n（Fe²⁺）=5n（MnO₄^-），合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w（Fe）=

5cV×10-3× 250 25 ×56

m

×100%=

2.8cV

m

×100%，故答案為：

2.8cV

m

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)組成含量測(cè)定、濃硫酸的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)，熟悉裝置及裝置中每部分的作用是解答本題的關(guān)鍵，難度適中．