Question

【題目】現有鐵、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并測定該合金中碳的質量分數，設計了如圖實驗方案和實驗裝置。(已知SO2能與酸性KMnO4反應生成硫酸鹽)

I.探究該合金的某些性質：

（1）取ag合金粉末放入蒸餾燒瓶，并加入足量濃H2SO4，A、B中均無明顯現象，原因是__；

（2）點燃酒精燈一段時間后，A中劇烈反應，請寫出此時合金中成分碳參與的化學反應方程式__；

（3）裝置D的作用是__；裝置E的作用是__。

II.測定樣品中碳的質量分數：

（4）裝置F的作用__；

（5）若反應前后E裝置的質量分別是m1和m2，則合金中碳的質量分數是__，若沒有連接D裝置會使測定結果__（填“偏大”“偏小”“無影響”）。

Answer 1

【答案】鐵遇濃硫酸鈍化，而碳與冷的濃硫酸不反應 干燥 吸收，從而確定的質量 防止空氣中的水和進入裝置E造成影響 偏大

【解析】

點燃酒精燈后，濃硫酸和碳發生氧化還原反應，得到和兩種氣體，B裝置的作用是檢驗是否存在，而C中的酸性高錳酸鉀溶液可以將二氧化硫全部吸收，轉變為硫酸鹽，接下來D中的濃硫酸將剩下的干燥，得到較純凈的后再通入E，這樣E中的增重就是的質量，最后接的裝置F可以防止空氣中的水和二氧化碳進入裝置E，造成測定結果偏大，據此來分析本題即可。

（1）鐵遇濃硫酸鈍化，不發生反應，而碳和冷的濃硫酸也不反應，因此A、B中均無明顯現象；

（2）碳與濃硫酸在加熱下反應；

（3）裝置D的作用是除去中水分，使最后裝置E中增加的質量就是的實際質量，二者缺一不可；

（4）裝置F的作用是防止空氣中的水和進入裝置E，造成最終測定結果偏大；

（5）裝置E的增重就是的質量，代入的分子量算出其物質的量為，而碳元素是守恒的，因此一開始樣品中的碳的物質的量也為，這些碳的質量為，因此合金中碳的質量分數為；若不連接裝置D，會導致測定結果偏大。