题目内容

13．现有某铁碳合金（铁和碳两种单质的混合物），某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的实验装置（夹持仪器已省略）和实验方案进行实验探究．

（1）A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O，反应中浓硫酸表现出的性质是酸性和氧化性．
（2）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根导管，然后把导管放入盛有水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管，产生一段水柱，则证明装置的气密性良好．
（3）装置C的作用除去CO2中的SO2．
（4）称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，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．铁碳合金中铁的质量分数为$\frac{11a-3b}{11a}$×100%（写表达式）．
（5）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数会偏低，原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大．你认为改进的方法是E装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管．
（6）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分数还会偏高．你认为其中的原因是反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中，导致b偏低．

分析 （1）铁和浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，根据硫的化合价的变化情况判断硫酸的作用；
（2）依据装置中的压强变化恒容液面变化分析检验，最后导气管插入水，加热发生装置导气管冒气泡，停止加热上升一段水柱；
（3）装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫；
（4）根据ag铁碳合金，加入过量浓硫酸，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则可求出ag铁碳合金中含碳元素的质量进而求出铁的质量分数；
（5）E装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入干燥管；
（6）装置中生成的二氧化碳不能全部被碱石灰吸收．

解答 解：（1）铁和浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O，在该反应中部分硫元素从+6价降为+4价，同时生成硫酸铁，所以硫酸表现出的性质是酸性和氧化性；
故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；酸性和氧化性；
（2）关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根导管，然后把最后导气管插入水，加热发生装置导气管冒气泡，停止加热上升一段水柱证明装置气密性好；
故答案为：把导管放入盛有水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管，产生一段水柱；
（3）装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫，5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 ；
故答案为：除去CO2中的SO2；
（4）称取ag铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则ag铁碳合金中含碳元素的质量为$\frac{12b}{44}$=$\frac{3b}{11}$g，则含铁的质量为ag-$\frac{3b}{11}$g，铁的质量分数为$\frac{11a-3b}{11a}$×100%；
故答案为：$\frac{11a-3b}{11a}$×100%；
（5）E中所装试剂为碱石灰，可吸收空气中CO2、H2O使b增大，改进的方法是增加一个盛碱石灰的干燥管防止空气中的二氧化碳和水进入；
故答案为：E装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管；
（6）装置中生成的二氧化碳不能全部被碱石灰吸收会导致测定结果偏低，
故答案为：反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中，导致b偏低．

点评 本题考查了物质性质的探究实验方法，装置的特征分析，流程反应和试剂作用是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．在过滤实验操作中，不需要用到的仪器是（　　）
A．玻璃棒B．胶头滴管C．烧杯D．漏斗
4．下列各组物质发生的变化中，均属于化学变化的一组是（　　）
A．鸡蛋清溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液生成白色沉淀；一束平行光照射蛋白质溶液时，从侧面可以看到光亮的通路
B．块状生石灰在空气中逐渐变成粉末；Na2CO3•10H2O在空气中逐渐变成粉末
C．木炭燃烧发光、发热；电灯发光、发热
D．石灰水中通入少量CO2后变浑浊；室温下的饱和石灰水加热后变浑浊
1．对四支试管中的无色溶液中进行以下操作，由现象判断的结论正确的是（　　）
操作现象结论
A滴加Ba（NO3）2溶液生成白色沉淀原溶液中只含SO42-
B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I-
C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na+、无K+
D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH4+
A．AB．BC．CD．D
8．有机推断题

（1）乙烯的结构简式为：CH2=CH2．
（2）写出化合物官能团的化学式及名称：B中含氧官能团名称羟基
（3）写出反应的化学方程式：①：CH2=CH2+H2O$\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH2OH ②：2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$CH3CHO+2H2O．
18．下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系不正确的是（　　）
A．常温下，将pH=2的盐酸和pH=12的氨水等体积混合后：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）
B．0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液：2c（Na+）=c（HCO3-）+c（CO32?）+c（H2CO3）
C．0.1 mol•L-1 NH4Cl溶液：c（NH4+）=c（ Cl-）
D．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）
5．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：
实验装置部分实验现象实验装置部分实验现象
a极质量减小，
b极质量增加		b极有气体产生，
c极无变化
d极溶解，
c极有气体产生		电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是（　　）
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2．下列有关化学用语正确的是（　　）
A．CO2的结构式：O-C-OB．羟基的电子式：
C．NH3分子比例模型：D．Cl-的结构示意图：
3．下列有关盐类水解的说法中，正确的是（　　）
A．所有的盐在水溶液中都能水解
B．盐类水解一定都显酸性或碱性
C．盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应，因此盐类水解是吸热反应
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