Question

某校化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)，并探究鐵與濃硫酸的反應(yīng)。

請(qǐng)回答下列問題：

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

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

（3）待A中不再逸出氣體時(shí)，停止加熱，拆下E并稱重，E增重bg。則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________ (寫表達(dá)式)。

（4）興趣小組使用設(shè)計(jì)的如圖實(shí)驗(yàn)裝置，操作正確，且每一個(gè)反應(yīng)均完全，仍然發(fā)現(xiàn)所測得的鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，其主要原因是________________。

（5）若反應(yīng)一段時(shí)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(yàn)證III的實(shí)驗(yàn)方法是________________________

 

Answer 1

【答案】

 

（1）常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng)，常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化

（2）品紅溶液褪色，或“顏色變淺”；除盡反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)，F(xiàn)e遇濃硫酸發(fā)生鈍化，因此無明顯現(xiàn)象。

（2）點(diǎn)燃酒精燈后，反應(yīng)開始，碳與濃硫酸反應(yīng)可生成CO₂和SO₂，F(xiàn)e與濃硫酸反應(yīng)生成SO₂，B裝置檢驗(yàn)SO₂，現(xiàn)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(zhì)量，bgCO₂中C的質(zhì)量為，因此Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（4）該實(shí)驗(yàn)的原理是通過測量CO₂的量計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，CO₂的質(zhì)量通過干燥管E的實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差獲得，干燥管右側(cè)直接通空氣，則空氣中的CO₂、水蒸氣都可能進(jìn)入干燥管中，使CO₂的質(zhì)量偏大，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。

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

考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)原理分析，裝置作用，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)探究，離子檢驗(yàn)。