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bg。鐵碳合金中鐵的質量分數為_____________________________________________（寫表達式）。
（3）裝置C中反應的離子方程式為________________________________________。
（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，原因是空氣中CO₂、H₂O進入E管使b增大。你認為改進的方法是____________________________________.
（5）乙同學認為，即使甲同學認為的偏差得到改進，依據此實驗測得合金中鐵的質量分
數也可能會偏離。你認為其中的原因是_________________________________________。
Ⅱ.探究濃硫酸的某些性質：
（6）往A中滴加足量的滾硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現象，其原因是：
_____________________________________________________________________。
（7）將A中固體換為金屬銅則與濃硫酸發生反應的化學方程式是__________________
_______________________，反應中濃硫酸表現出的性質是______________________。

Answer 1

（1）把導管放入盛水的水槽中，微熱燒瓶，如果導管口有氣泡產生，停止加熱后導管口產生一段穩定的水柱。（2分）
（2）(11a-3b)/11a×100℅（2分）
（3）2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺（2分）
（4）在裝置E的后邊再連接一個與E相同的裝置。（2分）
（5）反應產生的CO₂氣體未能完全排到裝置E中，導致b偏低。
（6）常溫下，鐵被濃硫酸鈍化，碳不與濃硫酸反應。（2分）
（7） 2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₂+ SO₂↑+2H₂O; （2分） 酸性和強氧化性（2分）

解析試題分析：（1）用微熱法檢驗密封裝置的氣密性。
（2）E增重bg,是CO₂的質量，可以計算碳的質量3b/11g,鐵的質量 (a-3b/11)g, 鐵的質量分數為(11a-3b)/11a×100℅.
（3）裝置C中是K MnO₄溶液，有強氧化性,能和有還原性的SO₂反應，離子方程式為2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺。
（4）為防止空氣中CO₂、H₂O進入E管，可以在E的后邊再連接一個與E相同的裝置，吸收空氣中CO₂、H₂O。
（5）反應結束后，裝置內還有生成的氣體殘留。
（6） 常溫下，鐵被濃硫酸鈍化，碳不與濃硫酸反應。
（7） 銅與濃硫酸加熱的條件下發生反應，生成CuSO₂和 SO₂。
考點：濃硫酸的性質；通過實驗來測定物質的純度。