Question

現有某鐵碳合金(鐵和碳兩種單質的混合物)，某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質量分數，并探究濃硫酸的某些性質，設計了下圖所示的實驗裝置(夾持儀器已省略)和實驗方案進行實驗探究。

I 測定鐵的質量分數：
（1）檢查上述裝置氣密性的一種方法是：關閉分液漏斗的活塞，在E裝置后面連上一根導管，然后__________________________________，則證明裝置的氣密性良好。
（2）稱量E的質量，并將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中，再加入足量的濃硫酸，待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重b g。鐵碳合金中鐵的質量分數為__________________________(寫表達式)。
（3）裝置C的作用______________________________________________。
（4）甲同學認為，依據此實驗測得的數據，計算合金中鐵的質量分數可能會偏低，原因是___________________________________________________________。
（5）乙同學按照甲同學認為改進實驗，改進方法是______________但測得合金中鐵的質量分數卻偏高。你認為其中可能的原因是_________________。
Ⅱ 探究濃硫酸的某些性質：
（6）往A中滴加足量的濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，其原因是：________________________________________________。
（7）A中鐵與濃硫酸發生反應的化學方程式是_______________________。

Answer 1

（1）把導管放入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，如果導管口有氣泡產生，停止加熱后導管產生一段水柱（2分）；（其他合理答案同樣給分）
（2）×100% 或×100%（2分）；注意表達式有多種
（3）除去CO₂中的SO₂（1分）；
（4）空氣中CO₂、H₂O進入E管使b增大。(2分）
（5）在裝置E的后邊再連接一個與E相同的裝置（2分）
反應產生的CO₂氣體未能完全排到裝置E中，導致b偏低。(2分）
（6）常溫下，Fe被濃H₂SO₄鈍化，碳不與濃H₂SO₄反應（2分）；
（7）2Fe ＋ 6 H₂SO₄(濃)Fe₂(SO₄)₃＋ 3SO₂↑ ＋ 6H₂O（2分）；

試題分析：（2）在裝置A中發生Fe和C與濃硫酸的反應，產生CO_2、SO₂和鐵的氧化物，裝置B檢驗SO₂，裝置C吸收SO₂，裝置D干燥氣體的，裝置E是吸收CO₂的，E增重的質量b是CO₂的質量。
C---------CO₂
1              1
b/44   b/44  C的質量：12b/44="3" b/11  Fe質量分數：（a-3 b/11）/a）×100%=×100%
（4）b的質量越大，碳的質量大，a不變，鐵的質量會減小。
（5）再連接一個裝置E是為了吸收充分的CO₂。