练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    （2009?商丘二模）现有某铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题．

    Ⅰ探究浓硫酸的某些性质
    （1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量．
    （2）将mg铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸．未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：
    常温下，Fe在浓硫酸中钝化；常温下，碳不与浓硫酸反应
    常温下，Fe在浓硫酸中钝化；常温下，碳不与浓硫酸反应
    ．
    （3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象．
    写出A中发生反应的化学方程式
    2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
    2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O
    （任写一个）．B中的现象是
    品红溶液逐渐褪色
    品红溶液逐渐褪色
    ，由此可得到浓硫酸具有
    强氧化
    强氧化
    性．
    （4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应．写出相应的离子方程式：
    2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑
    2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑
    （任写一个）．
    （5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是
    铁、碳在溶液中形成原电池
    铁、碳在溶液中形成原电池
    ．
    Ⅱ测定铁的质量分数
    （6）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重．E增重b g．
    铁碳合金中铁的质量分数为
    11m-3b
    11m
    ×100%
    11m-3b
    11m
    ×100%
    （写表达式）．
    （7）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可．为了快速和准确的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是
    C
    C
    （填写代号）．
    A．用排水法测定H2的体积
    B．反应结束后，过滤、洗涤、称量残渣的质量
    C．测定反应前后装置和药品的总质量．
    分析：根据题干中的信息和实验装置图，结合实验现象和实验操作进行分析计算；明确实验的目的是测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质；
    （2）常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；
    （3）铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸加热，浓硫酸具有强氧化性和铁在加热条件下反应生成硫酸铁和二氧化硫水；碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳二氧化硫水，依据书写化学方程式的原则写出；B中品红的红色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通过现象证明浓硫酸生成了二氧化硫，表现了强氧化性；
    （4）依据随着反应进行浓硫酸变稀后，铁足够量时，可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
    （5）铁碳在硫酸溶液中形成原电池能加快化学反应速率；
    （6）根据mg铁碳合金，加入过量浓硫酸，气体通过浓硫酸干燥后通入干燥管E，E中所装试剂为碱石灰，可吸收CO2；E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则可求出mg铁碳合金中含碳元素的质量进而求出铁的质量分数，
    （7）因为铁碳合金中的铁可以与稀硫酸反应生成氢气，瓶总质量的减少量即为氢气的生成量．
    解答：解：（2）常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应，故无明显现象，故答案为：常温下，Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应；
    （3）铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸加热，浓硫酸具有强氧化性和铁在加热条件下反应生成硫酸铁和二氧化硫水；碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳二氧化硫水，依据书写化学方程式的原则写出2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O；B中品红的红色褪去是利用了二氧化硫的漂白性；通过现象证明浓硫酸生成了二氧化硫，表现了强氧化性，
    故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    CO2↑+2SO2↑+2H2O；品红溶液逐渐褪色；强氧化；
    （4）随着反应进行浓硫酸变稀后，铁足够量时，可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以离子方程式为：2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案为：2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑；
    （5）铁碳在酸溶液中符合原电池的组成条件，形成原电池反应，原电池能加快化学反应速率，故答案为：铁、碳在酸溶液中形成原电池；
    （6）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=
    bg
    44g/mol
    ×12g/mol    =
    3b
    11
    g，则含铁的质量为mg-
    3b
    11
     g，铁的质量分数=
    m-
    3b
    11
    m
    ×100%=
    11m-3b
    11m
    ×100%    ，

    故答案为：
    11m-3b
    11m
    ×100%    ；
    （7）因为铁碳合金中的铁可以与稀硫酸反应生成氢气，瓶总质量的减少量即为氢气的生成量，而铁的质量可以通过释放氢气的质量求出，进而计算铁的质量分数；测定反应前后装置和药品的总质量是最简便的实验操作；用排水法测定H2的体积增加实验操作收集时易损耗气体造成误差；反应结束后，过滤、洗涤、称量残渣的质量，需要过滤装置、天平称量等多部实验操作，增加操作仪器和步骤会对实验结果产生较多的误差，所以只有C是最简单的操作，
    故答案为：C．
    点评：本题考查浓硫酸的性质及实验，熟悉装置及装置中每部分的作用是解答本题的关键，难度适中．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?商丘二模）正确掌握化学用语是学好化学的基础．下列有关表述中正确的一组是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?商丘二模）下列说法正确的是（　　）
    ①正常雨水的pH为7.0；酸雨的pH小于7.0
    ②严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染
    ③三大营养素糖类、油脂、蛋白质中，油脂是热能最高的营养素
    ④用纯碱（Na2CO3）热溶液洗涤餐具上的油污
    ⑤氯水使红墨水褪色原理和CH2=CH2使Br2的CCl4溶液褪色原理相同
    ⑥血液、烟水晶和雾都是胶体．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?商丘二模）某无色溶液中，若加入溴水，溴水褪色，若加入NH4HCO3，固体溶解并产生刺激性气味的气体，则该溶液中可能大量存在的离子组是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?商丘二模）下列条件下，两瓶气体所含的原子数一定相等的是（　　）
    ①同质量不同密度的CO和N2 ②同温同体积的H2和Cl2 ③同体积同密度的C2H4和C3H6    ④同压同体积的N2O和CO2．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?商丘二模）下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案