Question

某校化學興趣小組設計了如下實驗裝置(圖中部分夾持儀器已略去）來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數，并探究鐵與濃硫酸的反應。

請回答下列問題：

（1）mg鐵碳合金中加入過量濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現彖，其原因是①_____②_____

（2）點燃酒精燈，可觀察到B中的現象是_____________________，C 的作用是___________________

（3）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量分數為________________ (寫表達式)。

（4）興趣小組使用設計的如圖實驗裝置，操作正確，且每一個反應均完全，仍然發現所測得的鐵碳合金中鐵的質量分數偏低，其主要原因是________________。

（5）若反應一段時間后，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：________________________

驗證III的實驗方法是________________________

 

Answer 1

【答案】

 

（1）常溫下碳與濃硫酸不反應，常溫下Fe遇濃硫酸發生鈍化

（2）品紅溶液褪色，或“顏色變淺”；除盡反應產物中的SO₂氣體

（3）（11m－3b）/11m

（4）干燥管中的堿石灰吸收了空氣中的二氧化碳、水蒸氣等

（5）既有Fe²⁺又有Fe³⁺

取試樣少許于試管中，先滴加少量的KSCN溶液，振蕩后溶液顯紅色證明有Fe³⁺；再取試樣少許于另一支試管中，滴加少量的酸性KMnO₄溶液，若淺紅色褪去，證明溶液中含有Fe²⁺。

【解析】

試題分析：（1）常溫下，碳與濃硫酸不反應，Fe遇濃硫酸發生鈍化，因此無明顯現象。

（2）點燃酒精燈后，反應開始，碳與濃硫酸反應可生成CO₂和SO₂，Fe與濃硫酸反應生成SO₂，B裝置檢驗SO₂，現象是品紅褪色，C裝置除盡SO₂，D裝置干燥氣體，E裝置吸收CO₂。

（3）E增重的是CO₂的質量，bgCO₂中C的質量為，因此Fe的質量分數為。

（4）該實驗的原理是通過測量CO₂的量計算鐵的質量分數，CO₂的質量通過干燥管E的實驗前后質量差獲得，干燥管右側直接通空氣，則空氣中的CO₂、水蒸氣都可能進入干燥管中，使CO₂的質量偏大，鐵的質量分數偏小。

（5）結合前兩種可能，則第三種是既有Fe²⁺又有Fe³⁺。檢驗Fe³⁺一般用KSCN，現象是溶液顯紅色，檢驗Fe²⁺一般利用其還原性，用酸性KMnO₄溶液檢驗，現象是淺紅色褪去。

考點：考查實驗原理分析，裝置作用，實驗數據處理，實驗探究，離子檢驗。