Question

生铁中含碳和硫等元素。化学兴趣小组对某生铁样品成分及其含量进行探究。

I．生铁中碳和硫元素的定性检验

（1）将以下装置进行连接以完成实验(夹持仪器已略去，填接口字母代号)

a→(   ) →(   ) →(   ) →(   ) →(   ) →(   ) →(   )

（2）将样品研磨成粉末的目的是                      。

（3）确认样品中含有碳元素的现象是                          。

II．生铁中碳、硫质量分数的测定

（4）甲同学认为，以上装置可以粗略测定样品中碳的含量。称取样品m₁g进行实验，

充分反应后，测得C中生成的沉淀为m₂g，该样品中碳的质量分数不小于(用含m₁、m₂的式子表示)

（5）乙同学认为，待一定量样品充分反应后，向E装置中加入过量氯化钡溶液，根据沉淀质量可以计算样品中硫的质量分数，此方案是否合理？         (填“是”或“否”)；说明理由                。

（6）丙同学提议：为测定样品中硫的含量，可将c装置中试剂改为足量的30%双氧水，并按A→C→B→C装置连接进行实验，充分反应后，请你简述后续的实验方案           。

Answer

（1）h；i；b或c；c或b；f；g；e；

（2）增大反应物接触面积，使反应更快更充分；

（3）F中品红不褪色，C装置中氢氧化钡溶液中出现白色沉淀；

（4）×100%；

（5）否；气体进入D装置时，部分二氧化硫被品红溶液吸收，部分被氧气氧化为SO42-；

（6）向C装置中加入足量的氯化钡溶液，并测定生成的白色沉淀的质量

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）分析装置图和试剂结合实验目的是生铁中碳和硫元素的定性检验，A装置是生成氧气的发生装置，气体中含有水蒸气，需要通过G装置干燥，通过B装置使生铁中的碳元素和硫元素变化为二氧化碳和二氧化硫气体，再通过DEF，分别检验二氧化硫的生成，除去二氧化硫检验二氧化硫是否除净，最后通过C装置检验生成的二氧化碳气体的存在，装置的连接顺序为：a→h→i→b或c→c或b→f→g→e，故答案为：h；i；b或c；c或b；f；g；e；

（2）依据增大反应物的接触面积会增大化学反应速率分析，将样品研磨成粉末的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分，故答案为：增大反应物接触面积，使反应更快更充分；

（3）分析装置的作用，需要先检验二氧化硫再除去二氧化硫后再检验二氧化碳的存在，反应现象应是F中品红不褪色，C装置中氢氧化钡溶液中出现白色沉淀，证明二氧化碳的存在，故答案为：F中品红不褪色，C装置中氢氧化钡溶液中出现白色沉淀；

Ⅱ、（4）二氧化碳和氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀，依据碳元素守恒计算得到，称取样品m1g进行实验，充分反应后，测得C中生成的沉淀为m2g，沉淀为碳酸钡，物质的量=mol，则碳元素质量分数=×100%=×100%；装置中含有未被赶出二氧化碳，该样品中碳的质量分数不小于×100%，故答案为：×100%；

（5）依据二氧化硫具有还原性和漂白性，在装置中被氧气氧化，被D装置中品红吸收损耗，不能通过被高锰酸钾溶液氧化为硫酸的硫酸根测定硫元素含量，故答案为：否；气体进入D装置时，部分二氧化硫被品红溶液吸收，部分被氧气氧化为SO42-；

（6）为测定样品中硫的含量，可将c装置中试剂改为足量的30%双氧水，并按A→G→B→C装置连接进行实验，利用过氧化氢氧化二氧化硫为硫酸，遇到氯化钡溶液发生反应生成硫酸钡沉淀，过滤称量沉淀质量计算得到，后续实验方案为，向C装置中加入足量的氯化钡溶液，并测定生成的白色沉淀的质量，故答案为：向C装置中加入足量的氯化钡溶液，并测定生成的白色沉淀的质量。

考点：考查了物质的组成或测量物质的含量的相关知识。