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【题目】现有某铁碳合金铁和碳两种单质的混合物,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夹持仪器已省略和实验方案进行实验探究。

I 测定铁的质量分数:1检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后_____________________________________________,则证明装置的气密性良好。

2称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,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______________________写表达式

3装置C的作用______________________________________________。

4甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是_______________________。

5乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是__________________________________________。

探究浓硫酸的某些性质:

6往A中滴加量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:_______________________________________________________。

7A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是_________________________________。

【答案】1把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱

2×100%

3除去CO2中的SO2

4空气中CO2、H2O进入E管使b增大

5空气中CO2、H2O进入E管使b增大;反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中,导致b偏低

6常温下,Fe被浓H2SO4钝化,碳不与浓H2SO4反应

72Fe+6H2SO4Fe2SO43+3SO2↑+6H2O

【解析】

试题分析:在装置A中发生Fe和C与浓硫酸的反应,产生CO2、SO2和铁的氧化物,装置B检验SO2,装置C吸收SO2,装置D干燥气体的,装置E是吸收CO2的,E增重的质量b是CO2的质量.

1关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱;

2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g=g,则含铁的质量为ag-g,铁的质量分数为×100%

3装置C是利用高锰酸钾溶液的强氧化性吸收二氧化硫,5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,所以装置C的作用是除去CO2中的SO2

4空气中CO2、H2O进入E管使b增大,则求出的二氧化碳的质量偏大,即碳的质量偏大,所以铁的质量偏小,铁的质量分数偏小;

5E中所装试剂为碱石灰,可吸收空气中CO2、H2O使b增大,改进的方法是增加一个盛碱石灰的干燥管防止空气中的二氧化碳和水进入;装置中生成的二氧化碳不能全部被碱石灰吸收会导致b偏低;

6往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,常温下铁在浓硫酸中钝化,碳和浓硫酸在加热条件下才能反应;

7铁和过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:2Fe+6H2SO4Fe2SO43+3SO2↑+6H2O

练习册系列答案
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(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是_________________________________;

(2)操作I需要的玻璃仪器主要有:烧杯、______________,操作的名称是______________;

(3)操作的主要过程可能是______________(填字母)

A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶

B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤

C.加入乙醚进行萃取分液

(4)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算

装置A、E、F中盛放的物质分别是_____________________________;

G的作用是____________________________;

装置

实验前/g

实验后/g

E

22.6

42.4

F

80.2

146.2

测得青蒿素的最简式是______________,欲确定其分子式,则还需要的物理量为____________

(5)某学生对青蒿素的性质进行探究将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与______________(填字母)具有相同的性质

A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖

(6)某科研小组经多次提取青蒿素实验认为用石油醚做溶剂较为适宜,实验中通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如图所示:

上图可知控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为______________。

A.80目、100分钟、50B.60目、120分钟、50C.60目、120分钟、55

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A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度:a点于b点

C.反应物的总能量于生成物的总能量

D.t1=t2时,SO2消耗量:a~b段于b~c段

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能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )

a.体系的压强不再发生变化

b.V(CO)=V(H2O)

c.气体平均摩尔质量不变化

d.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键

在容器中再加入一定量的N2而使容器内压强增大,则反应速率________(填“增大”“减小”“不变”;后同),降低容器的温度则反应速率________。

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类别

组合

酸性氧化物

碱性氧化物

A

CO2

SiO2

H2SO4

KOH

NaHCO3

B

CO

Na2O

HCl

NaOH

NaCl

C

SO2

CuO

CH3COOH

Na2CO3

CaF2

D

SO3

CaO

HNO3

Ca(OH)2

CaCO3

A. A B. B C. C D. D

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