Question

2．現(xiàn)有鐵、碳兩種元素組成的合金，某實驗小組為了研究該合金的性質(zhì)并測定該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了如下實驗方案和實驗裝置
Ⅰ．探究該合金的某些性質(zhì)：
（1）取a g合金粉末放人蒸餾燒瓶，并加入足量濃H₂SO₄，A、B中均無明顯現(xiàn)象，原因是常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（2）點燃酒精燈一段時間后，A中劇烈反應(yīng)，請寫出此時合金中成分鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
（3）反應(yīng)一段時間后，將C中所吸收的氣體通入以下溶液中，判斷能否產(chǎn)生沉淀，若不能則寫“否”，若能則寫出相應(yīng)的沉淀成分：氯水和氯化鋇溶液BaSO₄，氨水和氯化鋇溶液BaSO₃；
Ⅱ．測定樣品中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
（4）裝置F的作用防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入E，減少實驗誤差；
（5）若將SO₂氣體通入含有n molNa₂S的溶液中，溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，試分析該溶液最多能吸收SO₂氣體2.5nmol．

Answer 1

分析 （1）常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，常溫下碳不與濃硫酸反應(yīng)；
（2）鐵與濃硫酸在加熱條件下才能反應(yīng)生成硫酸鐵和二氧化硫；
（3）二氧化硫通入氯水和氯化鋇溶液中，由于二氧化硫被氯氣氧化成硫酸根離子，與鋇離子能產(chǎn)生成硫酸鋇沉淀，二氧化硫通入氨水和氯化鋇溶液具有漂白性，二氧化硫和氨水生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氯化鋇生成亞硫酸鋇沉淀；
（4）裝置F盛有堿石灰，可以吸收空氣中的水蒸氣和CO₂；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)分析計算．

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，可以計算碳單質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而計算碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
（1）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(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）點燃酒精燈一段時間后，A中劇烈反應(yīng)，F(xiàn)e與濃硫酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，
故答案為：2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
（3）二氧化硫通入氯水和氯化鋇溶液中，由于二氧化硫被氯氣氧化成硫酸根離子，與鋇離子能產(chǎn)生成硫酸鋇沉淀，二氧化硫通入氨水和氯化鋇溶液具有漂白性，二氧化硫和氨水生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氯化鋇生成亞硫酸鋇沉淀，所以都有白色沉淀，
故答案為：BaSO₄；BaSO₃；
（4）裝置F防止外界空氣中CO₂、水蒸氣進(jìn)入E管，造成誤差，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入E，減少實驗誤差；
（5）SO₂氣體通入含有n mol Na₂S的溶液中，溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，根據(jù)溶液最多能吸收SO₂，生成NaHSO₃和S；
發(fā)生反應(yīng)：5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃
                  5     2
             2.5nmol   nmol
故答案為：2.5n．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗方法，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．