题目内容
同学为测定铁碳合金中铁的质量分数并探究浓硫酸的某些性质，设计如图所示的实验装置和方案（夹持仪器已省略）：
I．[探究浓硫酸某些性质]
（1）实验前，称量装置E的质量，连接好装置后首先应进行的操作是
（2）将m g铁碳合金样品放入A中加适量的浓硫酸，点燃酒精灯前A、B均无明显现象，其原因是：
（3）点燃酒精灯后，A中发生反应的化学方程式为 （任写一个）．
B中的现象为 ，由此可知浓硫酸具有强氧化性．
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是
Ⅱ．[测定铁的质量分数]
（5）反应一段时间后C中酸性KMn04溶液的颜色逐渐变浅是由于A中产生的S02使KMn04溶液变浅，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）．另一位同学认为上述方案有不足之处，他说这样测出的Fe的质量分数会有较大的误差，请你判断其误差可能 （填“偏高”、“偏低”）．（可能用的相对原子质量0：16 C：12 Fe：56）
I．[探究浓硫酸某些性质]
（1）实验前，称量装置E的质量，连接好装置后首先应进行的操作是
（2）将m g铁碳合金样品放入A中加适量的浓硫酸，点燃酒精灯前A、B均无明显现象，其原因是：
（3）点燃酒精灯后，A中发生反应的化学方程式为
B中的现象为
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是
Ⅱ．[测定铁的质量分数]
（5）反应一段时间后C中酸性KMn04溶液的颜色逐渐变浅是由于A中产生的S02使KMn04溶液变浅，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
分析：（1）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；
（2）常温下铁在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸在加热条件下才能反应；
（3）铁和过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，装置B是检验二氧化硫气体存在的装置，品红试液变为无色；装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫；
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是铁碳合金在溶液中形成原电池反应；
（5）根据mg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mg铁碳合金中含碳元素的质量进而求出铁的质量分数；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，否则使测定结果偏高．
（2）常温下铁在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸在加热条件下才能反应；
（3）铁和过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，装置B是检验二氧化硫气体存在的装置，品红试液变为无色；装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫；
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是铁碳合金在溶液中形成原电池反应；
（5）根据mg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mg铁碳合金中含碳元素的质量进而求出铁的质量分数；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，否则使测定结果偏高．
解答：解：（1）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：将导气管插入水中，加热烧瓶，导气管冒气泡，停止加热有一段水柱上升；
（2）往A中滴加足量的浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，常温下铁在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸在加热条件下才能反应，
故答案为：常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；
（3）铁和过量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）
Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；装置B是检验二氧化硫气体存在的装置，品红试液变为无色，说明生成了二氧化硫，证明硫酸具有氧化性被还原为二氧化硫，
故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）
Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；品红溶液逐渐褪色；
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是铁碳合金在溶液中形成原电池反应，加快反应速率，
故答案为：铁碳合金在溶液中形成原电池反应；
（5）称取mg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mg铁碳合金中含碳元素的质量为
=
g，则含铁的质量为mg-
g，铁的质量分数为
×100%；E中所装试剂为碱石灰，可吸收空气中CO2、H2O使b增大，导致测定结果偏高；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：
×100%；偏高．
故答案为：将导气管插入水中，加热烧瓶，导气管冒气泡，停止加热有一段水柱上升；
（2）往A中滴加足量的浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，常温下铁在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸在加热条件下才能反应，
故答案为：常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；
（3）铁和过量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）
| ||
故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）
| ||
（4）反应一段时间后从A中产生气体的速率仍然较快，除因反应放热温度较高外，还可能的原因是铁碳合金在溶液中形成原电池反应，加快反应速率，
故答案为：铁碳合金在溶液中形成原电池反应；
（5）称取mg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mg铁碳合金中含碳元素的质量为
| 12b |
| 44 |
| 3b |
| 11 |
| 3b |
| 11 |
| 11m-3b |
| 11m |
故答案为：
| 11m-3b |
| 11m |
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．
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