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19.某學習小組設計了圖示實驗裝置(省略了夾持儀器)來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數(shù).

(1)稱取w g鐵碳合金,加入足量濃硫酸,未點燃酒精燈前,A、B均無明顯現(xiàn)象,其原因是:
①常溫下碳與濃硫酸不反應;②.
(2)寫出加熱時A中碳與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式C+2H2SO4(濃)_CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(3)B中的現(xiàn)象是:品紅溶液褪色;C的作用是:除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體.
(4)如果利用球形干燥管反應前后質量的變化來測定鐵的質量分數(shù),甲同學認為結果可能偏大,理由是裝置內的CO2難以被E完全吸收;也可能偏小,理由是空氣中的CO2和水被堿石灰吸收.
(5)乙同學認為可以用燒瓶里反應后的溶液經(jīng)過一系列操作來測定鐵的質量分數(shù):加入足量的NaOH溶液、洗滌、在空氣中、稱重.
洗滌應該在過濾裝置中進行;檢查是否洗凈,需要用到的試劑是BaCl2溶液.
一系列操作后所得固體為a g,則合金中鐵的質量分數(shù)為70aw%.
(6)丙同學認為可以用中和滴定的方法來測定鐵的質量分數(shù):將反應后燒瓶里的溶液轉移至錐形瓶中,加入0.1000mol/L氫氧化鈉溶液30.00mL,反應完全后,加2滴甲基橙溶液,過量的氫氧化鈉用0.1000mol/L鹽酸滴定至終點,耗用鹽酸20.10mL.
①把標準鹽酸注入潤洗過的紅色手柄滴定管后,應該打開活塞,使,并使液面位于零刻度或零刻度以下位置,記錄讀數(shù).
②從物質性質的角度分析,該方法即使操作規(guī)范,也有很大的誤差,其實屬于“方法錯誤”,理由是因為溶液中可能同時有+3價和+2價的鐵,無法計量,不能用甲基橙,因為酸性環(huán)境,可能造成沉淀溶解.

分析 由裝置圖可知,該實驗原理:通過測定干燥管E的質量增重確定二氧化碳的質量,根據(jù)二氧化碳的質量計算鐵碳合金中碳的質量,進而計算鐵的質量,再計算合金中鐵的質量分數(shù).故二氧化硫會影響二氧化碳的測定,進入干燥管E的氣體應除去二氧化硫、且干燥.
(1)常溫下碳與濃硫酸不反應,鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象;
(2)碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水;
(3)A中生成的氣體含有CO2、2SO2,SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色;二氧化硫存在會影響二氧化碳的質量測定,C裝置的作用為除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體;
(4)裝置內殘留部分二氧化碳,未能被裝置E完全吸收,導致測量的二氧化碳的質量偏小,即合金中碳元素的質量偏小,如果堿石灰吸收了空氣中的二氧化碳和水,則導致測量的二氧化碳的質量偏大,即合金中碳元素的質量偏大;
(5)稱取w g鐵碳合金,加入足量濃硫酸反應生成硫酸鐵,加入足量的NaOH溶液,過濾洗滌干燥,灼燒至恒重,稱量得到氧化鐵的質量ag,結合元素守恒和質量分數(shù)定義計算;洗滌應該在過濾裝置中進行;檢查是否洗凈,需要用到的試劑是氯化鋇溶液檢驗是否含有硫酸根離子;
(6)①依據(jù)滴定管使用方法和基本操作回答;
②溶液中可能同時有+3價和+2價的鐵,無法計量,甲基橙變色范圍是3.1--4.4屬于酸性溶液,可能溶解沉淀.

解答 解:由裝置圖可知,該實驗原理:通過測定干燥管E的質量增重確定二氧化碳的質量,根據(jù)二氧化碳的質量計算鐵碳合金中碳的質量,進而計算鐵的質量,再計算合金中鐵的質量分數(shù).故二氧化硫會影響二氧化碳的測定,進入干燥管E的氣體應除去二氧化硫、且干燥.
(1)常溫下,鐵與濃硫酸反應生成一層致密的氧化物保護膜,阻止內金屬繼續(xù)與濃硫酸反應,發(fā)生鈍化現(xiàn)象,
故答案為:常溫下Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化;
(2)碳與濃硫酸在加熱的條件下生成二氧化硫、二氧化碳、水,反應方程式為C+2H2SO4(濃)_CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案為:C+2H2SO4(濃)_CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(3)A中生成的氣體含有CO2、2SO2,SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色;C裝置的作用為除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體,防止影響二氧化碳的質量測定,
故答案為:品紅溶液褪色;除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體;
(4)裝置內殘留部分二氧化碳,未能被裝置E完全吸收,導致測量的二氧化碳的質量偏小,即合金中碳元素的質量偏小,鐵元素的質量偏大,質量分數(shù)偏大,也可能偏小是因為空氣中的CO2和水被堿石灰吸收,則導致測量的二氧化碳的質量偏大,即合金中碳元素的質量偏大,鐵元素的質量偏小,質量分數(shù)偏��;
故答案為:裝置內的CO2難以被E完全吸收;空氣中的CO2和水被堿石灰吸收;
(5)稱取w g鐵碳合金,加入足量濃硫酸反應生成硫酸鐵,加入足量的NaOH溶液,過濾洗滌干燥,灼燒至恒重,稱量得到氧化鐵的質量ag,結合元素守恒和質量分數(shù)定義計算;洗滌應該在過濾裝置中進行;檢查是否洗凈,需要用到的試劑是氯化鋇溶液檢驗是否含有硫酸根離子;
合金中鐵的質量分數(shù)=ag160g/mol×2×56gWg×100%=70aw%;
故答案為:BaCl2溶液;70aw;
(6)①把標準鹽酸注入潤洗過的紅色手柄滴定管后,應該打開活塞,尖嘴部分充滿溶液并排出氣泡,并使液面位于零刻度或零刻度以下位置,記錄讀數(shù);
故答案為:尖嘴部分充滿溶液并排出氣泡;
②該方法即使操作規(guī)范,也有很大的誤差,屬于“方法錯誤”的理由是:因為溶液中可能同時有+3價和+2價的鐵,無法計量;不能用甲基橙,因為酸性環(huán)境,可能造成沉淀溶解;
故答案為:因為溶液中可能同時有+3價和+2價的鐵,無法計量,不能用甲基橙,因為酸性環(huán)境,可能造成沉淀溶解.

點評 本題考查了物質組成的分析判斷,實驗探究方法,滴定實驗故分析應用,注意計算方法和基本操作的理解應用,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.

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