题目内容

现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验装置和实验方案．
Ⅰ．探究该合金的某些性质
（1）取ag合金粉末放入蒸馏烧瓶中，并加入足量浓H2SO4，A、B中均无明显现象，原因是
 
．
（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出A中反应的化学方程式
 
、
 
．
（3）反应一段时间后，B中的现象为
 
．
Ⅱ．测定样品中碳的质量分数
（4）装置C的作用
 
，装置D的作用
 
．
（5）反应结束后，若U形管E增重mg，则合金中碳的质量分数为
 
（用含m和a的式子表示）．
考点：探究物质的组成或测量物质的含量,浓硫酸的性质
专题：实验探究和数据处理题
分析：（1）常温下铁在浓硫酸中钝化；
（2）铁、碳与浓硫酸在加热条件下才能反应；
（3）二氧化硫具有漂白性，在盛有品红溶液的B试管中，通入二氧化硫，溶液褪色；
（4）装置C盛有高锰酸钾溶液，可以吸收二氧化硫气体，装置D中浓硫酸是吸收其他中的水蒸气，干燥气体；
（5）碱石灰增加的质量可以确定反应中产生的二氧化碳的质量，根据实验原理结合元素守恒来计算；
解答： 解：铁和碳单质均可以和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫，二氧化硫的检验可以用品红，吸收可以用高猛酸钾，将产生的二氧化碳用浓硫酸干燥，通入碱石灰，根据碱石灰增加的质量可以确定二氧化碳的质量，根据C元素守恒，可以计算碳单质的质量，进而计算碳的质量分数；
（1）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；
（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，Fe、C都与浓硫酸反应，化学方程式为：2Fe+6H2SO4（浓）
  △  
.
 
Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O、C+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O；
故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）
  △  
.
 
Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O、C+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（3）二氧化硫具有漂白性，在盛有品红溶液的B试管中，通入二氧化硫，溶液褪色；
故答案为：品红溶液红色褪去；
（4）装置C盛有高锰酸钾溶液，可以吸收二氧化硫气体，装置D中浓硫酸是吸收其他中的水蒸气，干燥气体；
故答案为：除去二氧化硫，除去水蒸气；
（5）碱石灰增加的质量可以确定反应中产生的二氧化碳的质量，E增重m g，即生成二氧化碳的质量是mg，根据碳元素守恒，所以混合物中含有碳单质的物质的量是
mg
44g/mol
mol，所以铁碳合金中碳的质量分数为
12m
44a
×100%=
3m
11a
×100%；
故答案为：
3m
11a
×100%；
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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二氧化碳在水中除了存在CO2?CO2（aq）、CO2（aq）+H2O?H2CO3（aq）平衡外，还存着如下平衡：CO2+H2O?H++HCO3-，HCO3-?H++CO32-，人体血液的pH通常稳定在7.35～7.45，医学上称之为血液酸碱平衡，这是多种因素共同作用的结果．蚊虫、蚂蚁等叮咬人时，常向人体血液中注入一种含有蚁酸（甲酸，HCOOH）的液体，使皮肤上经常起小疱，这是因为人体血液中的酸碱平衡被破坏所致．
（1）有同学认为，受到蚂蚁叮咬时，及时涂抹稀氨水或肥皂水能起到治疗作用，你同意这一观点吗？
 
．（填“同意”或“不同意”）
（2）常温下，将0.10mol HCOONa和0.05mol HCl溶于水，得到1L溶液，再加入0.03mol NaOH，此时溶液中n（HCOO-）+n（OH-）-n（H+）=
 
mol
（3）已知25℃的甲酸的电离平衡常数K=1.8×10-4，H2CO3的电离平衡常数为K1=4.4×10-7，
K2=4.7×10-11．下列说法正确的是
 
．
A、向碳酸钠溶液中加入甲酸溶液看不到明显实验现象
B、25℃时，向甲酸溶液中加入NaOH溶液，甲酸的电离程度和K值均增大
C、向0.1mol?L-1甲酸溶液中加入蒸馏水，
c(H+)
c(HCOOH)
增大
D、向H2CO3溶液中加入NaHCO3固体，溶液的pH、溶液中的c（HCO3-）均增大
（4）pC类似pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值．如某溶液中某溶质的浓度为1×10-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC=-lg（1×10-3）=3．已知H2CO3溶液中存在的化学平衡：CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3-?2H++CO32-．右图为H2CO3溶液pC-pH图．请回答下列问题：
①在pH=12时，H2CO3溶液中主要存在的含碳阴离子为
 
；
②pH＜5时，溶液中H2CO3的pC总是约等于3的原因是
 
．
③一定浓度的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液被我们称为“缓冲溶液”，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化不大，血液里存在的H2CO3-NaHCO3，就是一种“缓冲溶液”，是血液pH保持稳定的重要因素．当c（H+）增大时，血液中消耗H+的离子方程式为
 
；当c（OH-）增大时，血液pH也能保持基本稳定，试结合电离方程式简要说明：
 
．
卤素单质的性质活泼，卤素的化合物应用广泛，研究卤素单质及其化合物具有重要意义．
（1）在光照条件下，氯气和氢气反应过程如下：
①Cl2→Cl+Cl ②Cl+H2→HCl+H ③H+Cl→HCl+Cl氯元素的原子结构示意图为
 
．
（2）二氧化氯（ClO2）是一种广泛用于水处理消毒剂，与Cl2相比，ClO2不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有害的有机氯化物．制备Cl02的方法有以下两种：
2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O…①
2NaClO2+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O…②
你认为哪种方法最佳
 
（填序号），理由是
 
．
（3）工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氯气，请写出反应的离子方程式
 
．
（4）碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点．一定温度下，灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W（s）+I2（g）?WI2（g）．为模拟上述反应，准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL的密闭容器中，加热使其反应．如图是WI2（g）的物质的量随时间变化关系图象，其中曲线I（0～t2时间段）的反应温度为T1，曲线Ⅱ（从t2开始）的反应温度为T2，且T2＞T1．则：①该反应的△H
 
0（填“＞”、=或“＜”）
②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v（I2）=
 
．
③下列说法中不正确的是
 
（填序号）．
A．该反应的平衡常数表达式是K=
c(WI2)
c(W)?c(I2)

B．灯丝附近温度越高，灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上
C．利用该反应原理可以提纯钨
（5）25℃时，向5mL含有KCI和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中，滴加6mL 0．lmol/L的AgNO3溶液，先生成的沉淀是
 
，溶液中离子浓度由大到小的顺序是
 
[不考虑H+和OH-．25℃时K甲（AgCl）=1.8×10-10、K甲（AgI）=8.3×10-17]．
（6）Mg常用作提纯Ti的试剂，已知：
①Mg（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）△H=-64kJ/mol
②Ti（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）△H=-770kJ/mol
请写出Mg与液态TiCl4反应提纯钛的热化学方程式
 
．
某研究性学习小组欲测定室温下（25℃、101kPa）的气体摩尔体积，请回答下列问题．该小组设计的简单实验装置如图所示：
该实验的主要操作步骤如下：
①配制100mL 1.0mol?L-1的盐酸溶液；
②用
 
（填仪器名称并注明规格）量取10.0mL 1.0mol?L-1的盐酸溶液加入锥形瓶中；
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为
 
；
④往广口瓶中装入足量水，按如图连接好装置，检查装置的气密性；
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL．
请将上述步骤补充完整并回答下列问题．
（1）用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法：
 
．
（2）实验步骤⑤中应选用
 
（填序号）的量筒．
A．100mL          B．200mL         C．500mL
读数时除恢复到室温外，还要注意
 
．
（3）若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm=
 
，若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果
 
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
已知有机物A只能由某种烯烃与氢气加成而得到，且A中碳的质量分数为82.8%；B、C分别为A的一种一氯代物．A～I物质有如图所示的转化关系（反应中生成的无机物已略去）．

回答下列问题：
（1）A的结构简式为
 
；
（2）F中含有的官能团名称为
 
；
（3）写出D在一定条件下发生加聚反应的化学方程式
 
；
（4）C→D的化学方程式为
 
；
（5）E+H→I的化学方程式为：
 
；
（6）G可发生银镜反应，3.6g G与足量银氨溶液完全反应，生成Ag的质量为
 
g．
实验室测定绿矾中FeSO4?7H2O含量的步骤是：称1g绿矾，用30mL蒸馏水溶解并加入H2SO4溶液和H3PO4溶液，再用0.02mol/L KMnO4标准溶液滴定到溶液刚好变成粉红色，停止滴定，消耗标准溶液V mL．反应中涉及的重要化学方程式有：
MnO4-（紫红）+5Fe2++8H+═Mn2+（粉红）+5Fe3++4H2O
5Fe3+（黄）+2H3PO4═H3[Fe（PO4）2]（无色）+3H+
①绿矾的含量为
 
%．②H3PO4的作用是
 
．
前四周期元素U、V、W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，
WX
VY
UZ
其中V所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：
（1）U原子基态外围电子排布式为
 
，Z元素名称为
 
．六种元素中金属性最强的是
 
（填元素符号）．
（2）W单质与X元素最高价氧化物水化物的浓溶液共热反应，生成三物质，其中两是气体，反应的化学方程式为
 
．
（3）原子序数比X多1的元素的一种氢化物分解得到其另一种氢化物，所得氢化物分子的空间构型
 
，产物中心原子的杂化类型是
 
．
（4）写出一组由W、X、Y三种元素中的两种或三种组成的常见粒子，且粒子间互为等电子体的是
 
．
（5）WY2是一种常见非极性溶剂，可由W、Y单质在一定条件下合成．已知在298K下，W、Y的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ．又知通常条件下，1molWY2（l）在氧气中点燃生成氧化物WO2和YO2时放出ckJ的热量，则由W、Y单质合成WY2的△H=
 
（298K）
用分液漏斗不可以进行分离的混合物是（　　）
A、四氯化碳和水B、苯和水
C、花生油和水D、酒精和水
铁与过量的稀硝酸和少量的稀硝酸怎么反应．

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