题目内容
(12分)现有一块铁碳合金,某化学兴趣小组为了测定合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置进行实验(夹持仪器已省略),请你参与此项活动并回答相应的问题。
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(1)以下有关合金的说法,正确的是 (填写字母)
A.铁碳合金的熔点高于纯铁和碳
B.铁碳合金的熔点介于纯铁和碳之间
C.铁碳合金的硬度大于纯铁
D.其他条件相同时,铁碳合金的耐腐蚀性强于纯铁
(2)按图示连接好装置,检验气密性,加入药品,称量F的质量,将m g合金样品放入A中,再通过B加入过量的浓硫酸。未点燃酒精灯前,A中无明显现象,其原因是: 。
(3)点燃酒精灯,反应一段时间后,C、D中可观察到明显的现象。写出合金样品在A中反应的化学方程式_______ , _____________________________。
(4)C中的现象是_______________________,D中足量酸性KMnO4 溶液的作用是 。
(1)C (2)常温下,Fe被浓硫酸钝化,碳不和浓硫酸反应
(3)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O;
2Fe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑
(4)品红溶液褪色;吸收二氧化硫,防止其被碱石灰吸收,影响测定结果
【解析】
试题分析:(1)A.合金的熔点低于各成分的熔点,则铁碳合金的熔点低于纯铁和碳,A错误;B.合金的熔点低于各成分的熔点,则铁碳合金的熔点低于纯铁和碳,B错误;C.铁碳合金的硬度大于纯铁,C正确;D.其他条件相同时,铁碳合金易发生电化学腐蚀,耐腐蚀性弱于纯铁,D错误,答案选C。
(2)仪器A为蒸馏烧瓶;常温下Fe在浓硫酸中钝化,碳不与浓硫酸反应,没有二氧化硫生成,故A、B均无明显现象;
(3)加热条件下,Fe、碳都与浓硫酸反应,碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳与水,反应方程式为:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O;铁与浓硫酸反应的方程式为2Fe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑;
(4)反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,C装置中品红溶液褪色;由装置可知,实验是通过测定F装置碱石灰增重,测定二氧化碳的质量,进而测定铁的含量,碱石灰可以吸收二氧化硫,二氧化硫具有还原性,可以被酸性高锰酸钾氧化二除去,根据颜色变化确定二氧化硫是否除尽,故D的作用是吸收二氧化硫,防止其被碱石灰吸收,影响测定结果。
考点:考查物质组成含量测定、浓硫酸的性质及实验
(16分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
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已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在 范围内,使溶液中的 沉淀(写离子符号)。
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是 ,发生反应的离子方程式为 。
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子,该水解反应的离子方程式为 。
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
类推是学习和研究的重要思维方法。下列类推结论正确的是
| 化学事实 | 类推结论 |
A | Al在O2中燃烧生成Al2O3 | Fe在O2中燃烧也生成Fe2O3 |
B | pH=3的盐酸稀释1000倍后pH=6 | pH=6的盐酸稀释1000倍后pH=9 |
C | 用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁 | 用电解熔融NaCl的方法制取金属钠 |
D | 将SO2通入BaCl2溶液中无沉淀生成 | 将SO2通入Ba(NO3)2溶液中也无沉淀生成 |