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现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质...

现有某铁碳合金铁和碳两种单质的混合物,某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置夹持仪器已省略和实验方案进行实验探究。

I  测定铁的质量分数:1检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后_____________________________________________,则证明装置的气密性良好。

2称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为______________________写表达式)。

3)装置C的作用______________________________________________。

4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是_______________________。

5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是__________________________________________。

  探究浓硫酸的某些性质:

6)往A中滴加量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:_______________________________________________________。

7)A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是_________________________________。

 

(1)把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱 (2)×100% (3)除去CO2中的SO2 (4)空气中CO2、H2O进入E管使b增大 (5)空气中CO2、H2O进入E管使b增大;反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中,导致b偏低 (6)常温下,Fe被浓H2SO4钝化,碳不与浓H2SO4反应 (7)2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 【解析】 试题分析:在装置A中发生Fe和C与浓硫酸的反应,产生CO2、SO2和铁的氧化物,装置B检验SO2,装置C吸收SO2,装置D干燥气体的,装置E是吸收CO2的,E增重的质量b是CO2的质量. (1)关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱; (2)称取mg铁碳合金,加入过量浓硫酸,加热待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E装置并称重,E增重bg,则生成二氧化碳的质量为bg,根据质量守恒定律,则mg铁碳合金中含碳元素的质量为g=g,则含铁的质量为ag-g,铁的质量分数为×100%; (3)装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫,5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,所以装置C的作用是除去CO2中的SO2; (4)空气中CO2、H2O进入E管使b增大,则求出的二氧化碳的质量偏大,即碳的质量偏大,所以铁的质量偏小,铁的质量分数偏小; (5)E中所装试剂为碱石灰,可吸收空气中CO2、H2O使b增大,改进的方法是增加一个盛碱石灰的干燥管防止空气中的二氧化碳和水进入;装置中生成的二氧化碳不能全部被碱石灰吸收会导致b偏低; (6)往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,常温下铁在浓硫酸中钝化,碳和浓硫酸在加热条件下才能反应; (7)铁和过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。 【考点定位】考查有关浓硫酸、铁、碳等物质性质的探究实验 【名师点晴】侧重考查了实验方法、装置的特征分析,流程反应和试剂作用是解题关键;由实验装置图1可知,装置A中浓硫酸和铁、碳在加热的条件下反应生成了二氧化碳和二氧化硫,装置B品红溶液是检验二氧化硫气体的,装置C足量的高锰酸钾溶液是除掉二氧化硫的,装置D是用于干燥二氧化碳气体,最后得到干燥的二氧化碳被实验装置E中足量的碱石灰吸收。  
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考点分析:
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I.雾霾严重影响人们的生活汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:

N2g+O2g2NOg)             H1 a kJ·mol-1

2NOg+O2g2NO2g)            H2 b kJ·mol-1

COg+1/2 O2gCO2g)           H3 c kJ·mol-1

2COg+2NOgN2g+2CO2g)     H4

请回答下列问题

1根据反应①②③确定反应H4=            kJ·mol-1

2)下列情况能说明反应已达平衡状态的是         填编号)。

A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO

B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变

C混合气体的颜色保持不变

D在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变

II.甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示:

化学反应

平衡

常数

温度/

500

700

800

2H2g+COgCH3OHg

K1

2.5

0.34

0.15

H2g+CO2gH2Og+COg

K2

1.0

1.70

2.52

3H2g+CO2gCH3OHg+H2Og

K3

 

 

 

请回答下列问题:

1)反应          填“吸热”或“放热”)反应。

2)据反应可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3        用K1、K2表示)。

3)500 时测得反应在某时刻,H2g)、CO2g)、CH3OHg)、H2Og)的浓度mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正        v填“”、“=”或“<”)。

4)反应按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

下列说法正确的是___________________填序号

A.温度:T1T2T3

B.正反应速率:vavc,vbvd

C.平衡常数:KaKc,Kb=Kd

 

5)新型高效的甲醇燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH3OH和O2。某研究小组将两个甲醇燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。回答下列问题:

则乙燃料电池的负极反应式为                                     

 

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被称为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片在其一边镀锌,在其另一边镀二氧化锰作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn+2MnO2H2O===ZnO+2MnOOH下列说法正确的是    )

A.该电池的正极为锌                  

B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用

C.当0.1 mol Zn完全溶解时,流经电解液的电子个数约为1.204×1023

D.电池正极反应式为MnO2+e+H2O=MnOOH+OH

 

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下面的排序不正确的是    )

A.含氧酸酸性强弱:HClO4HClO3HClO2HClO         

B.硬度由大到小:金刚石碳化硅晶体硅

C.熔点由高到低:NaMgAl         

D.晶格能由大到小:NaFNaClNaBrNaI

 

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现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:

1s22s2 2p63s23p41s22s22p63s23p31s22s2 2p31s22s22p5

则下列有关比较中正确的是  )

A.第一电离能:     

B.原子半径:

C.电负性:         

D.最高正化合价:

 

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下列离子的检验方法正确的是      )

A.向待测液中先加入硝酸钡溶液有白色沉淀,再加入稀盐酸,白色沉淀不消失,可以确认待测液中含有SO

B.向待测液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可以确认待测液中含有NH

C.向待测液中先加入氯水,再滴入KSCN溶液,溶液变红,可以确认待测液中含有Fe2+

D.用玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,可以确认待测液中含有Na+

 

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