Question

某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 g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）C装置的作用                           。

（4）该小组同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能会导致铁质量分数测量值偏低的是             。

A．A中反应不完全

B．E中碱石灰会吸收空气中的CO₂和H₂O

C．反应生成的SO₂部分被E中碱石灰吸收

D．反应完全后，还有CO₂气体滞留在装置体系中

Answer

（1）常温下Fe遇浓硫酸发生钝化

（2）C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O

（3）除尽反应产物中的SO2气体

（4）BC

【解析】

试题分析：由装置图可知，该实验原理：通过测定干燥管E的质量增重确定二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算铁碳合金中碳的质量，进而计算铁的质量，再计算合金中铁的质量分数．故二氧化硫会影响二氧化碳的测定，进入干燥管E的气体应除去二氧化硫、且干燥．
（1）常温下，铁与浓硫酸反应生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内金属继续与浓硫酸反应，发生钝化现象；
（2）碳与浓硫酸在加热的条件下生成二氧化硫、二氧化碳、水，反应方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（3）A中生成的气体含有CO2、2SO2，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，C装置的作用为除尽反应产物中的SO2气体，防止影响二氧化碳的质量测定；
（4）A．A中反应不完全，导致测定二氧化碳质量减小，铁质量分数增大，故A错误；B．E中碱石灰会吸收空气中的CO2和H2O，导致测定碳质量增大，合金中铁质量分数减小，故B正确；C．反应生成的SO2部分被E中碱石灰吸收，导致测定碳质量增大，合金中铁质量分数减小，故C正确；D．装置内残留部分二氧化碳，未能被装置E完全吸收，导致测量的二氧化碳的质量偏小，即合金中碳元素的质量偏小，铁元素的质量增大，故D错误；故答案为BC。

【考点定位】考查学生对实验原理的理解、对实验方案与实验装置的评价、元素化合物性质、化学计算等。

【名师点晴】清楚实验原理是解题的关键，由装置图可知，该实验原理：通过测定干燥管E的质量增重确定二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算铁碳合金中碳的质量，进而计算铁的质量，再计算合金中铁的质量分数．故二氧化硫会影响二氧化碳的测定，进入干燥管E的气体应除去二氧化硫、且干燥，据此分析即可作答。