Question

某校化学兴趣小组设计了图示实验装置（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数。

（1）m克铁碳合金中加入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是① 常温下碳与浓硫酸不反应；②                         。

（2）写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式                          。

（3）B中的现象是：                      ；C的作用是：                         。

（4）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数

为                                       （写化简后的表达式）。

（5）甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数偏大，请你写出可能的原因：               。

（6）最后对所得测量结果进行评价，小组内有同学提出，本套装置在设计上存在多处缺陷而导致实验结果不准确，其中会导致铁质量分数测量值偏低是(任答一条即可)                      。

Answer

（1）常温下Fe遇浓硫酸发生钝化（2分）

（2）C + 2H2SO4(浓) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O（2分，“条件”或“↑”未标扣1分）

（3）品红溶液褪色（1分，或“颜色变浅”） 除尽反应产物中的SO2气体（1分）

（4）（11m－3b）/11m （2分）

（5）装置内的CO2难以赶尽，导致E质量增重偏小(2分）

（6）SO2不一定能全部被品红、KMnO4除去或E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O(其它合理的也得分) （2分）

【解析】

试题分析：（1）常温下，碳与浓硫酸不反应，Fe遇浓硫酸发生钝化，因此无明显现象。

（2）在加热的条件下碳与浓硫酸反应生成CO2、SO2和水，反应的化学方程式为C + 2H2SO4(浓) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O。

（3）点燃酒精灯后，反应开始，碳与浓硫酸反应可生成CO2和SO2，Fe与浓硫酸反应生成SO2，B装置检验SO2，现象是品红褪色。由于碱石灰也吸收SO2，所以C装置的作用是除尽反应产物中SO2气体，而D装置干燥气体，E装置吸收CO2。

（4）E增重的是CO2的质量，bgCO2中C的质量为，因此Fe的质量分数为。

（5）该实验的原理是通过测量CO2的量计算铁的质量分数，CO2的质量通过干燥管E的实验前后质量差获得，但由于装置内的CO2难以赶尽，导致E质量增重偏小，所以导致铁的质量分数偏大。

（6）根据（5）中分析可知由于SO2不一定能全部被品红、KMnO4除去或E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O导致E质量增重偏大，所以导致铁的质量分数偏小。

考点：考查实验原理分析，装置作用，实验数据处理，实验探究，离子检验。