Question

7．為測定鋼鐵中的含碳量，設計如圖裝置．鋼鐵樣品在裝置A中煅燒時，氣體產物只有CO₂和SO₂．

（1）鋼樣處理成粉末的主要目的是增大反應物的接觸面積，鋼樣中的Fe₃C煅燒時的化學方程式為
Fe₃C+3O₂$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$Fe₃O₄+CO₂．
（2）實驗室用KClO₃和MnO₂制備O₂的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，MnO₂中Mn的化合價為+4．
（3）裝置B的作用是驗證產物中含有二氧化硫，裝置B中的現象是紫色的高錳酸鉀溶液褪色．
（4）裝置C的作用是吸收水蒸氣，若無裝置C，則測定結果偏大（填“偏大”“無影響”或“偏小”）．
（5）裝置D的作用是吸收二氧化碳，裝置E的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣．
（6）鋼樣中加入某物質可降低煅燒溫度，為不影響測定結果，該物質在組成上需滿足的條件是不與鋼中的各種成分反應．

Answer 1

分析 （1）根據鋼樣處理成粉末的主要目的是：增大反應物的接觸面積，化學反應前后原子個數不變進行分析；
（2）根據氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，以及化合價代數和為零進行分析；
（3）根據高錳酸鉀具有強氧化性，可以將二氧化硫氧化成三氧化硫進行分析；
（4）根據濃硫酸具有吸水性進行分析；
（5）根據堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣進行分析；
（6）根據催化劑的定義進行分析．

解答 解：（1）鋼樣處理成粉末的主要目的是：增大反應物的接觸面積，化學反應前后原子個數不變，反應物中有3個鐵原子，6個氧原子，1個碳原子，生成物中有1個碳原子，2個氧原子，所以空白處是Fe₃O₄；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，在二氧化錳中氧元素的化合價是-2價，設錳元素的化合價為x
x+（-2）×2=0
x=+4
所以錳元素的化合價是+4價；
（3）高錳酸鉀具有強氧化性，可以將二氧化硫氧化成三氧化硫，所以裝置B的作用是驗證產物中含有二氧化硫，裝置B中的現象是紫色的高錳酸鉀溶液褪色；
（4）濃硫酸具有吸水性，所以裝置C的作用是吸收水蒸氣，若無裝置C，裝置D會吸收二氧化碳和水蒸氣，測定結果偏大；
（5）堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣，所以裝置D的作用是吸收二氧化碳，裝置E的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
（6）加入某物質可降低煅燒溫度，為不影響測定結果，所以該物質在組成上需滿足的條件是不與鋼中的各種成分反應．
故答案為：（1）增大反應物的接觸面積，Fe₃O₄；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，+4；
（3）驗證產物中含有二氧化硫，紫色的高錳酸鉀溶液褪色；
（4）吸收水蒸氣，偏大；
（5）吸收二氧化碳，吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
（6）不與鋼中的各種成分反應．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合學過的知識和題中的提示進行解答．