Question

現(xiàn)有鐵、碳兩種元素組成的合金，某實(shí)驗(yàn)小組為了研究該合金的性質(zhì)并測(cè)定該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案．
Ⅰ．探究該合金的某些性質(zhì)
（1）取ag合金粉末放入蒸餾燒瓶中，并加入足量濃H₂SO₄，A、B中均無(wú)明顯現(xiàn)象，原因是

 

．
（2）點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，A中劇烈反應(yīng)，請(qǐng)寫(xiě)出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

、

 

．
（3）反應(yīng)一段時(shí)間后，B中的現(xiàn)象為

 

．
Ⅱ．測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（4）裝置C的作用

 

，裝置D的作用

 

．
（5）反應(yīng)結(jié)束后，若U形管E增重mg，則合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含m和a的式子表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,濃硫酸的性質(zhì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）常溫下鐵在濃硫酸中鈍化；
（2）鐵、碳與濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)；
（3）二氧化硫具有漂白性，在盛有品紅溶液的B試管中，通入二氧化硫，溶液褪色；
（4）裝置C盛有高錳酸鉀溶液，可以吸收二氧化硫氣體，裝置D中濃硫酸是吸收其他中的水蒸氣，干燥氣體；
（5）堿石灰增加的質(zhì)量可以確定反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合元素守恒來(lái)計(jì)算；

解答： 解：鐵和碳單質(zhì)均可以和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫，二氧化硫的檢驗(yàn)可以用品紅，吸收可以用高猛酸鉀，將產(chǎn)生的二氧化碳用濃硫酸干燥，通入堿石灰，根據(jù)堿石灰增加的質(zhì)量可以確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)C元素守恒，可以計(jì)算碳單質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（1）往A中滴加足量的濃硫酸，未點(diǎn)燃酒精燈前，A、B均無(wú)明顯現(xiàn)象，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，碳和濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)；
故答案為：常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（2）點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，A中劇烈反應(yīng)，F(xiàn)e、C都與濃硫酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
故答案為：2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、C+2H₂SO₄（濃）

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫具有漂白性，在盛有品紅溶液的B試管中，通入二氧化硫，溶液褪色；
故答案為：品紅溶液紅色褪去；
（4）裝置C盛有高錳酸鉀溶液，可以吸收二氧化硫氣體，裝置D中濃硫酸是吸收其他中的水蒸氣，干燥氣體；
故答案為：除去二氧化硫，除去水蒸氣；
（5）堿石灰增加的質(zhì)量可以確定反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，E增重m g，即生成二氧化碳的質(zhì)量是mg，根據(jù)碳元素守恒，所以混合物中含有碳單質(zhì)的物質(zhì)的量是

mg

44g/mol

mol，所以鐵碳合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

12m

44a

×100%=

3m

11a

×100%；
故答案為：

3m

11a

×100%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)方法，裝置的特征分析，流程反應(yīng)和試劑作用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．