Question

为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下反应的部分产物并测定铁碳合金中铁元素的质量分数，某化学活动小组设计了下图所示的实验装置，并完成以下实验探究。

往圆底烧瓶中加入mg铁碳合金，并滴入过量浓硫酸，点燃酒精灯。

(1)装置B的作用是______________________________________。

(2)甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成。他得出了使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳的结论。装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为_______________。

(3)乙同学认为甲同学的结论是错误的，他认为为了确认二氧化碳的存在，需在装置B~C之间添加装置M,装置E、F中盛放的试剂分别是_____、__________。重新实验后观察到装置F中的现象是_______________________________。

(4 )有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用KMnO₄溶液来测定

（5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋=5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O）

测定铁元素质量分数的实验步骤如下:

I.往烧瓶A中加入过量的还原剂铜粉使溶液中的Fe^3＋完全转化为Fe²⁺过滤，得到滤液B;

II.将滤液B稀释为250 mL；

III.取稀释液25.00 mL，用浓度为c mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定实验所需KMnO₄溶液体积的平均值为VmL。

①步骤II中，将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必须要用到的是___________________。

②滴定过程中_______________(填“需要”或“不需要")加入指示剂。

③铁碳合金中铁元素的质最分数为_____________________________。

Answer 1

【知识点】铁碳合金与浓硫酸在加热条件下反应的实验探究J4

【答案解析】(1)检验SO₂的存在

（2）C＋2H₂SO₄(浓)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O

(3)酸性KMnO₄溶液或溴水(或其他合理答案)   品红溶液  品红溶液不褪色或无明显现象

(4)①250 mL容量瓶(1分)   ②不需要(1分)   ③

   解析：(1)根据装置B中的试剂是品红溶液，即可知道装置B的作用是检验SO₂的存在。

(2)装置A中碳与浓硫酸反应能产生二氧化碳，化学方程式为C＋2H₂SO₄(浓)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O。

(3)乙同学认为甲同学的结论是错误的，因为二氧化硫也能使石灰水变浑浊，为了确认二氧化碳的存在，需在装置B~C之间添加装置M,除去SO₂并证明SO₂已除净，所以装置E中盛放的试剂是酸性KMnO₄溶液或溴水 ，F中盛放的试剂分别是品红溶液。重新实验后观察到装置F中的现象是品红溶液不褪色或无明显现象。

(4)①将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必须要用到的是250 mL容量瓶，  ②滴定终点时溶液由无色变紫色，溶液有颜色变化所以不需要加入指示剂。

③铁碳合金中铁元素的质最分数为：

【思路点拨】本题考查了铁碳合金与浓硫酸在加热条件下反应的实验探究，但多为课本内容，较简单。