Question

现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置

I.探究该合金的某些性质：

（1）取a g合金粉末放人蒸馏烧瓶，并加入足量浓H₂SO₄，A、B中均无明显现象，原因是________________；

（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出此时合金中成分铁的化学反应方程式________________；

（3）反应一段时间后，将C中所吸收的气体通入以下溶液中，判断能否产生沉淀，若不能则写“否”，若能则写出相应的沉淀成分：氯水和氯化钡溶液__________，氨水和氯化钡溶液___________；

II.测定样品中碳的质量分数：

（4）装置F的作用________________________________；

（5）若将SO₂气体通入含有n molNa₂S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO₂气体_____________mol。

Answer

(12分)（1）常温下铁钝化，碳不与浓H2SO4反应；

（2） 2Fe＋6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O；

（3） BaSO4；BaSO3；

（4）防止空气中的O2、水蒸气进入装置影响实验；

（5）2.5n；

【解析】

试题分析：铁和碳单质均可以和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫，二氧化硫的检验可以用品红，吸收可以用高猛酸钾，将产生的二氧化碳用浓硫酸干燥，通入碱石灰，根据碱石灰增加的质量可以确定二氧化碳的质量，根据C元素守恒，可以计算碳单质的质量，进而计算碳的质量分数，

（1）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；故答案为：常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；

（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，Fe与浓硫酸反应，化学方程式为：2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，故答案为：2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O；

（3）二氧化硫通入氯水和氯化钡溶液中，由于二氧化硫被氯气氧化成硫酸根离子，与钡离子能产生成硫酸钡沉淀，二氧化硫通入氨水和氯化钡溶液具有漂白性，二氧化硫和氨水生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡生成亚硫酸钡沉淀，所以都有白色沉淀，故答案为：BaSO4；BaSO3；

（4）装置F防止外界空气中CO2、水蒸气进入E管，造成误差，故答案为：防止空气中的水蒸气和CO2进入E，减少实验误差；

（5）SO2气体通入含有n mol Na2S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，根据溶液最多能吸收SO2，生成NaHSO3和S；

发生反应：5SO2+2Na2S+2H2O=3S↓+4NaHSO3

5 2

2.5nmol nmol

故答案为：2.5n

考点：考查了物质性质的探究实验的相关知识。