Question

6．某化學興趣小組為了研究鐵碳合金中與濃硫酸反應的情況，設計了如圖所示的實驗裝置和實驗方案．已知：
2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O．

請回答下列有關問題：
（1）按圖示的連接裝置后，首先檢查裝置的氣密性．（填“某一操作”）
（2）稱量E的質量，將a g鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸，其中儀器A的名稱為燒瓶．未點燃酒精燈前，A、B基本上均無明顯現象，其原因是：常溫下，Fe被濃硫酸鈍化，碳不與濃硫酸反應；加熱A一段時間后，A、B中可觀察到明顯的現象，其中B中的現象品紅溶液褪色．寫出A中碳與濃硫酸發生反應的化學方程式C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）反應相當一段時間后，發現從A中逸出氣體具有可燃性，請用離子方程式表示產生此種氣體的原因Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）氣體發生裝置使用前需要檢查裝置氣密性；
（2）常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應；鐵碳合金樣品放入A中，A儀器為燒瓶，加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳、二氧化硫、水，依據書寫化學方程式的原則寫出；B中品紅的紅色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通過現象證明濃硫酸生成了二氧化硫，表現了強氧化性；
（3）鐵碳在硫酸溶液中形成原電池能加快化學反應速率；依據隨著反應進行濃硫酸變稀后，鐵足夠量時，可以和反應生成的硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，鐵與剩余稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣．

解答 解：（1）氣體發生裝置使用前需要檢查裝置氣密性，按圖示的連接裝置后，首先檢查裝置氣密性，
故答案為：檢查裝置氣密性；
（2）常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應，故無明顯現象；鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸加熱，濃硫酸具有強氧化性和鐵在加熱條件下反應生成硫酸鐵和二氧化硫水；碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳二氧化硫水，依據書寫化學方程式的原則寫出2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O或C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；B中品紅的紅色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通過現象證明濃硫酸生成了二氧化硫，表現了強氧化性；
故答案為：燒瓶；常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應；品紅溶液褪色；C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）鐵碳在酸溶液中符合原電池的組成條件，形成原電池反應，原電池能加快化學反應速率，隨著反應進行濃硫酸變稀后，鐵足夠量時，可以和反應生成的硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，鐵與剩余稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，產生此種氣體的離子方程式為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；
故答案為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．

點評 本題考查了物質性質的探究實驗方法，裝置的特征分析，流程反應和試劑作用是解題關鍵，題目難度中等，熟悉裝置及裝置中每部分的作用是解答本題的關鍵．