Question

某校化学兴趣小组设计用下图所示实验装置（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数．
[查阅资料]：①Fe与浓H₂SO₄反应，加热，有SO₂生成；②C与浓H₂SO₄反应，加热，有CO₂和SO₂生成；③SO₂可使澄清石灰水变浑浊；④SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能；⑤SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能；⑥碱石灰的主要成分为NaOH和CaO．

[实验探究]称取mg铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg．下列对实验结果分析正确的是（　　）

A．B装置作用是为了除去反应中生成的SO₂

B．依据实验数据计算得出铁的质量分数为（3b-11m）/11m

C．装置内的CO₂难以赶尽，E质量偏小，导致铁的质量分数偏小

D．SO₂未被酸性KMnO₄除尽也可能会引起铁的质量分数偏小

Answer 1

分析：根据题意，SO₂可使澄清石灰水变浑浊；SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能；SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能；碱石灰的主要成分为NaOH和CaO；本实验实验原理是测定产生的二氧化碳的质量，并排除二氧化硫的干扰，需要吸收二氧化硫，并证明二氧化碳已被除尽，据此结合选项描述的内容进行分析判断．

解答：解：A、根据题意，SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能，则B装置作用是为了检验反应中生成的SO₂，而不是除去反应中生成的SO₂，故选项说法错误．
B、称取mg铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则mg铁碳合金中含碳元素的质量为mg×

12b

44

×100%=

3bm

11

g，则含铁的质量为mg-

3bm

11

g=

11m-3bm

11

，铁的质量分数为

11m-3bm 11

m

×100%=

11m-3b

11m

，故选项说法错误．
C、装置内的CO₂难以赶尽，E质量偏小，会导致铁的质量分数偏大，故选项说法错误．
D、SO₂未被酸性KMnO₄除尽，会造成E质量偏大，会引起铁的质量分数偏小，故选项说法正确．
故选D．

点评：本题难度不是很大，理解题目所提供新信息、灵活运用所学化学知识是正确解答本题的关键所在．