Question

11．某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應(yīng)所得固體M的成分，設(shè)計(jì)了如圖裝置：
傾斜A使稀硫酸（足量）與固體M充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無(wú)變化，反應(yīng)后進(jìn)入量氣管的氣體的體積為VmL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．由上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)可知：
（1）①固體M中一定含有的物質(zhì)是Fe、FeS（填化學(xué)式），理由是裝置B增重，說(shuō)明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無(wú)變化，說(shuō)明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說(shuō)明收集的氣體是氫氣，說(shuō)明M中還有鐵．
②其中一種物質(zhì)的質(zhì)量可以確定為2.5×10^-3V（用代數(shù)式表示）g．
（2）B裝置的名稱是洗氣瓶；寫出B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S．
（3）C裝置的作用是檢驗(yàn)硫化氫氣體是否完全被B裝置吸收，如果實(shí)驗(yàn)中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色沉淀．
（4）稀硫酸和固體M反應(yīng)后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是硫，要分離出該固體，在實(shí)驗(yàn)操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是漏斗、玻璃棒．
（5）通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，測(cè)得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應(yīng)前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是bc．
a．M中有未反應(yīng)的鐵和硫
b．測(cè)定氣體體積時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面
c．A中留有反應(yīng)生成的氣體
d．氣體進(jìn)入D裝置前未用濃硫酸干燥．

Answer 1

分析 （1）鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應(yīng)生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應(yīng)，裝置B增重，說(shuō)明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無(wú)變化，說(shuō)明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說(shuō)明收集的氣體是氫氣，說(shuō)明M中還有鐵，根據(jù)氫氣的體積可計(jì)算出鐵的質(zhì)量；
（2）根據(jù)B裝置的作用分析；氫氧化鈉和硫化氫反應(yīng)生成硫化鈉和水；
（3）C裝置作用為檢驗(yàn)硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會(huì)和硫酸銅反應(yīng)生成黑色的硫化銅沉淀；
（4）根據(jù)硫的物理性質(zhì)及過(guò)濾操作所需儀器解答；
（5）測(cè)定氣體體積時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面，則測(cè)得氣體體積小于實(shí)際體積，造成據(jù)此計(jì)算出固體M中鐵的質(zhì)量比實(shí)際偏�。�

解答 解：（1）①鐵和硫在隔絕空氣的情況下反應(yīng)生成硫化亞鐵，故M可能為FeS、S、Fe，使硫酸和固體M充分反應(yīng)，裝置B增重，說(shuō)明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無(wú)變化，說(shuō)明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說(shuō)明收集的氣體是氫氣，說(shuō)明M中還有鐵，通過(guò)以上分析知，固體中含有Fe、FeS，
故答案為：Fe、FeS；裝置B增重，說(shuō)明生成了硫化氫氣體，故M中一定含有硫化亞鐵，C裝置無(wú)變化，說(shuō)明硫化氫已被完全吸收，量氣管氣體的體積為VmL，說(shuō)明收集的氣體是氫氣，說(shuō)明M中還有鐵；
②其中一種物質(zhì)的質(zhì)量可以確定為鐵，鐵和硫酸反應(yīng)的離子方程式為：
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
56g                22.4L
m                    V×10^-3L
m=$\frac{56g×V×1{0}^{-3}L}{22.4L}$=2.5×10^-3Vg；
其中一種物質(zhì)的質(zhì)量可以確定為2.5×10^-3Vg，
故答案為：2.5×10^-3V；
（2）B裝置能吸收氣體，為洗氣瓶，硫化氫和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫化鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S，
故答案為：洗氣瓶；2NaOH+H₂S=2H₂O+Na₂S；
（3）C裝置作用為檢驗(yàn)硫化氫是否完全吸收，若有硫化氫會(huì)和硫酸銅反應(yīng)生成黑色的硫化銅沉淀；
故答案為：檢驗(yàn)硫化氫氣體是否完全被B裝置吸收；硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色沉淀；
（4）稀硫酸和固體M反應(yīng)后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是硫，硫不溶于水，故可采取過(guò)濾方法分離，過(guò)濾所需儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒；
故答案為：硫；漏斗；玻璃棒；
（5）測(cè)定氣體體積時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面，則測(cè)得氣體體積小于實(shí)際體積，造成據(jù)此計(jì)算出固體M中鐵的質(zhì)量比實(shí)際偏小，測(cè)得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應(yīng)前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，M中有未反應(yīng)的鐵和硫；因測(cè)量氣體的體積是通過(guò)排出水的體積來(lái)測(cè)量的，只要生成氣體，由于壓強(qiáng)增大，氣體就膨脹，排出水，增加的氣體可排出水的體積相同，故A中留有反應(yīng)生成的氣體，氣體進(jìn)入D裝置前未用濃硫酸干燥都不影響氣體的體積，
故答案為：bc．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)組成的測(cè)定，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來(lái)分析解答，知道每個(gè)裝置中發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．