问题 填空题

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)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b g.则铁碳合金中铁的质量分数为______ (写表达式).

(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)本套装置在设计上存在缺陷,其中导致测得铁的质量分数偏低的是(答一条即可)______.

答案

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,

故答案为:常温下Fe遇浓硫酸发生钝化;

(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,

故答案为: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,

故答案为:品红溶液褪色;除尽反应产物中的SO2气体;

(4)E增重b g为二氧化碳的质量,根据碳元素守恒可知合金中碳元素的质量为

12
44
bg,合金中铁的质量为mg-
12
44
bg=(m-
3
11
b)g,故铁的质量分数
(m-
3
11
b)g
mg
=
11m-3b
11m

故答案为:

11m-3b
11m

(5)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,质量分数增大,

故答案为:装置内的CO2难以赶尽,导致E质量增重偏小;

(6)由装置图可知,SO2不一定能全部被品红KMnO4除去,E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O等,

故答案为: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等.

单项选择题
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