Question

（2010?江蘇二模）某校化學興趣小組設計了圖示實驗裝置Ⅰ（圖中省略了夾持儀器）來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數．試填空．

（1）往鐵碳合金中加入濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，其原因是：
①常溫下碳與濃硫酸不反應；②

常溫下Fe遇濃硫酸發生鈍化

．
（2）寫出加熱時A中碳與濃硫酸發生反應的化學方程式

C+2H₂SO₄（濃）

△  .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

．
（3）B中的現象是：

品紅溶液褪色

；C的作用是：

除盡反應產物中的SO₂氣體

．
（4）甲同學認為利用裝置Ⅰ測得鐵的質量分數偏大，請你寫出可能的原因：

裝置內的CO₂難以趕盡，導致E質量增重偏小

．
（5）乙同學認為用裝置Ⅰ操作較繁雜，于是他設計了圖示裝置Ⅱ，若再使用其它儀器可測得如下數據：
①反應前后干燥管質量差a g   ②反應前后裝置和藥品的總質量之差b g
③用排水法得H₂的體積V L    ④反應后過濾、洗滌、干燥得殘渣質量c g
試選用上述數據，以簡便和精確地測算鐵的質量分數，其代數式為

m-c

m

．

Answer 1

分析：（1）依據鐵在常溫下在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸需要加熱反應分析；
（2）碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，配平書寫化學方程式；
（3）氣體中含有二氧化硫，通過品紅溶液會褪色，通過高錳酸鉀溶液可以除去二氧化硫，避免干擾二氧化碳的測定；
（4）裝置中的二氧化碳氣體不能全部趕出，E則質量測定偏小，測定的鐵的質量偏大；
（5）依據裝置分析，①反應前后干燥管質量差a g 為水的質量；
②反應前后裝置和藥品的總質量之差b g為生成的氫氣質量；
③用排水法得H₂的體積V L，不知溫度和壓強；   
④反應后過濾、洗滌、干燥得殘渣質量c g為碳單質的質量．

解答：解：（1）依據鐵在常溫下在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸需要加熱反應分析可知，往鐵碳合金中加入濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，
故答案為：常溫下Fe遇濃硫酸發生鈍化；
（2）碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，則化學方程式為C+2H₂SO₄（濃）

△  .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）

△  .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）氣體中含有二氧化硫，通過品紅溶液會褪色，通過高錳酸鉀溶液可以除去二氧化硫，避免干擾二氧化碳的測定，
故答案為：品紅溶液褪色；除盡反應產物中的SO₂氣體；
（4）裝置中的二氧化碳氣體不能全部趕出，E裝置測定的質量偏小，導致測定的鐵的質量偏大；
故答案為：裝置內的CO₂難以趕盡，導致E質量增重偏小；
（5）依據裝置分析，①反應前后干燥管質量差a g 為水的質量；
 ②反應前后裝置和藥品的總質量之差b g為生成的氫氣質量；
③用排水法得H₂的體積V L，不知溫度和壓強；   
④反應后過濾、洗滌、干燥得殘渣質量c g為碳單質的質量；
分析上述數據可知，簡便和精確地測算鐵的質量分數利用碳單質的質量計算最為簡捷，鐵的質量分數=

m-c

m

，
故答案為：

m-c

m

．

點評：本題考查了物質性質的實驗探究和測定方法分析判斷，掌握物質性質和實驗過程分析是解題的關鍵，題目難度中等．