Question

6．某化学兴趣小组为了研究铁碳合金中与浓硫酸反应的情况，设计了如图所示的实验装置和实验方案．已知：
2Fe+6H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O．

请回答下列有关问题：
（1）按图示的连接装置后，首先检查装置的气密性．（填“某一操作”）
（2）称量E的质量，将a g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸，其中仪器A的名称为烧瓶．未点燃酒精灯前，A、B基本上均无明显现象，其原因是：常温下，Fe被浓硫酸钝化，碳不与浓硫酸反应；加热A一段时间后，A、B中可观察到明显的现象，其中B中的现象品红溶液褪色．写出A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）反应相当一段时间后，发现从A中逸出气体具有可燃性，请用离子方程式表示产生此种气体的原因Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）气体发生装置使用前需要检查装置气密性；
（2）常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；铁碳合金样品放入A中，A仪器为烧瓶，加入适量的浓硫酸加热，浓硫酸具有强氧化性和铁在加热条件下反应生成硫酸铁和二氧化硫水；碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，依据书写化学方程式的原则写出；B中品红的红色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通过现象证明浓硫酸生成了二氧化硫，表现了强氧化性；
（3）铁碳在硫酸溶液中形成原电池能加快化学反应速率；依据随着反应进行浓硫酸变稀后，铁足够量时，可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气．

解答 解：（1）气体发生装置使用前需要检查装置气密性，按图示的连接装置后，首先检查装置气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（2）常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应，故无明显现象；铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸加热，浓硫酸具有强氧化性和铁在加热条件下反应生成硫酸铁和二氧化硫水；碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳二氧化硫水，依据书写化学方程式的原则写出2Fe+6H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O或C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；B中品红的红色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通过现象证明浓硫酸生成了二氧化硫，表现了强氧化性；
故答案为：烧瓶；常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；品红溶液褪色；C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）铁碳在酸溶液中符合原电池的组成条件，形成原电池反应，原电池能加快化学反应速率，随着反应进行浓硫酸变稀后，铁足够量时，可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，产生此种气体的离子方程式为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；
故答案为：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．

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，熟悉装置及装置中每部分的作用是解答本题的关键．