Question

（2010?江苏二模）某校化学兴趣小组设计了图示实验装置Ⅰ（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数．试填空．

（1）往铁碳合金中加入浓硫酸，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）

△  .

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）甲同学认为利用装置Ⅰ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

．
（5）乙同学认为用装置Ⅰ操作较繁杂，于是他设计了图示装置Ⅱ，若再使用其它仪器可测得如下数据：
①反应前后干燥管质量差a g   ②反应前后装置和药品的总质量之差b g
③用排水法得H₂的体积V L    ④反应后过滤、洗涤、干燥得残渣质量c g
试选用上述数据，以简便和精确地测算铁的质量分数，其代数式为

m-c

m

．

Answer 1

分析：（1）依据铁在常温下在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸需要加热反应分析；
（2）碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，配平书写化学方程式；
（3）气体中含有二氧化硫，通过品红溶液会褪色，通过高锰酸钾溶液可以除去二氧化硫，避免干扰二氧化碳的测定；
（4）装置中的二氧化碳气体不能全部赶出，E则质量测定偏小，测定的铁的质量偏大；
（5）依据装置分析，①反应前后干燥管质量差a g 为水的质量；
②反应前后装置和药品的总质量之差b g为生成的氢气质量；
③用排水法得H₂的体积V L，不知温度和压强；   
④反应后过滤、洗涤、干燥得残渣质量c g为碳单质的质量．

解答：解：（1）依据铁在常温下在浓硫酸中钝化，碳和浓硫酸需要加热反应分析可知，往铁碳合金中加入浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，
故答案为：常温下Fe遇浓硫酸发生钝化；
（2）碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，则化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）

△  .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）

△  .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）气体中含有二氧化硫，通过品红溶液会褪色，通过高锰酸钾溶液可以除去二氧化硫，避免干扰二氧化碳的测定，
故答案为：品红溶液褪色；除尽反应产物中的SO₂气体；
（4）装置中的二氧化碳气体不能全部赶出，E装置测定的质量偏小，导致测定的铁的质量偏大；
故答案为：装置内的CO₂难以赶尽，导致E质量增重偏小；
（5）依据装置分析，①反应前后干燥管质量差a g 为水的质量；
 ②反应前后装置和药品的总质量之差b g为生成的氢气质量；
③用排水法得H₂的体积V L，不知温度和压强；   
④反应后过滤、洗涤、干燥得残渣质量c g为碳单质的质量；
分析上述数据可知，简便和精确地测算铁的质量分数利用碳单质的质量计算最为简捷，铁的质量分数=

m-c

m

，
故答案为：

m-c

m

．

点评：本题考查了物质性质的实验探究和测定方法分析判断，掌握物质性质和实验过程分析是解题的关键，题目难度中等．