题目内容
17.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常温下Fe遇浓硫酸发生钝化.
(2)写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(3)B中的现象是:品红溶液褪色;C的作用是:除尽反应产物中的SO2气体.
(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$\frac{11m-3b}{11m}$×100% (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:装置内的CO2难以赶尽,导致E质量增重偏小.
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)常温下碳与浓硫酸不反应,铁在浓硫酸中发生钝化现象;
(2)碳与浓硫酸在加热的条件下生成二氧化硫、二氧化碳、水;
(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;
二氧化硫存在会影响二氧化碳的质量测定,C装置的作用为除尽反应产物中的SO2气体;
(4)E增重b g为二氧化碳的质量,根据碳元素守恒计算合金中碳元素的质量,合金的质量减去碳元素质量等于铁的质量,再根据质量分数定义计算;
(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.
解答 解: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)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案为:C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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 $\frac{12}{44}$bg,合金中铁的质量为mg-$\frac{12}{44}$bg=(m-$\frac{3}{11}$b)g,故铁的质量分数 $\frac{m-\frac{3}{11}b}{m}$×10×%=$\frac{11m-3b}{11m}$×100%,
故答案为:$\frac{11m-3b}{11m}$×100%;
(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.
点评 本题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,难度中等,清楚实验原理是解题的关键,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力,题目难度中等.
A. | 可通过控制溶液的pH降低氨基酸的熔点,分离不同氨基酸 | |
B. | 乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰钾溶液褪色 | |
C. | 所有的糖类、油脂和蛋白质均能发生水解反应 | |
D. | 利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染” |
元素编号 | 元素性质或原子结构 |
T | M层上电子数是最内层电子数的3倍 |
X | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Y | 常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
Z | 元素最高正价是+7价 |
(2)用元素符号表示上述四种元素原子半径的相对大小S>Cl>C>N;
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是Cl(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是ab
a、一定条件下Z的单质和T的单质分别与Fe发生反应产物类型不同
b、T的氢化物水溶液在空气中放置容易变质,而Z的氢化物水溶液不易变质
c、元素Z和T的最高价氧化物对应水化物都能与氢氧化钠溶液反应
(4)元素T的氢化物与其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热条件下反应生成它的一种氧化物,写出该反应的化学方程式H2S+3H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO2+4H2O.
A. | 按系统命名法的名称为4,5-二甲基-4-乙基庚烷 | |
B. | 完全水解可以得到3种氨基酸 | |
C. | 石油裂解和油脂皂化都是由高分子物质生成小分子物质的过程 | |
D. | 化合物的一氯代物有2种 |
A. | CH3OH和CH3OCH3 | B. | HCOOH和C17H33COOH | ||
C. | CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3 | D. | 和 |
(1)反应②的类型为消去反应,E的官能团的名称羧基
(2)写出结构简式,D为CH3CHO,H为
(3)由E生成F的化学方程式为CH3COOH+C2H5OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O,由I生成C的化学方程式为C6H12O6(葡萄糖)$\stackrel{酒化酶}{→}$2C2H5OH+2CO2
(4)已知:断开1mol共价键吸收的能量或形成1mol共价键释放的能量数据如下表
共价键 | H-H | C-H | C≡C |
能量变化/kJ•mol-1 | 436 | 413 | 812 |
A. | 达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零 | |
B. | 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 | |
C. | 达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3 | |
D. | 达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 |