Question

【题目】现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如图实验方案和实验装置。(已知SO2能与酸性KMnO4反应生成硫酸盐)

I.探究该合金的某些性质：

（1）取ag合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓H2SO4，A、B中均无明显现象，原因是__；

（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出此时合金中成分碳参与的化学反应方程式__；

（3）装置D的作用是__；装置E的作用是__。

II.测定样品中碳的质量分数：

（4）装置F的作用__；

（5）若反应前后E装置的质量分别是m1和m2，则合金中碳的质量分数是__，若没有连接D装置会使测定结果__（填“偏大”“偏小”“无影响”）。

Answer 1

【答案】铁遇浓硫酸钝化，而碳与冷的浓硫酸不反应 干燥 吸收，从而确定的质量 防止空气中的水和进入装置E造成影响 偏大

【解析】

点燃酒精灯后，浓硫酸和碳发生氧化还原反应，得到和两种气体，B装置的作用是检验是否存在，而C中的酸性高锰酸钾溶液可以将二氧化硫全部吸收，转变为硫酸盐，接下来D中的浓硫酸将剩下的干燥，得到较纯净的后再通入E，这样E中的增重就是的质量，最后接的装置F可以防止空气中的水和二氧化碳进入装置E，造成测定结果偏大，据此来分析本题即可。

（1）铁遇浓硫酸钝化，不发生反应，而碳和冷的浓硫酸也不反应，因此A、B中均无明显现象；

（2）碳与浓硫酸在加热下反应；

（3）装置D的作用是除去中水分，使最后装置E中增加的质量就是的实际质量，二者缺一不可；

（4）装置F的作用是防止空气中的水和进入装置E，造成最终测定结果偏大；

（5）装置E的增重就是的质量，代入的分子量算出其物质的量为，而碳元素是守恒的，因此一开始样品中的碳的物质的量也为，这些碳的质量为，因此合金中碳的质量分数为；若不连接装置D，会导致测定结果偏大。