Question

【題目】現有某鐵碳合金，某化學興趣小組為了測定鐵碳合金中鐵的質量分數，并探究濃硫酸的某些性質，設計了下圖所示的實驗裝置和實驗方案（夾持儀器已省略），請你參與此項活動并回答相應問題(由實驗裝置引起的實驗誤差忽略不計)。

I、探究濃硫酸的某些性質

（1）按圖示連接裝置，檢查裝置___________，稱量E的質量。

（2）將aɡ鐵碳合金樣品放入A中，再加入適量的濃硫酸，儀器A的名稱為______，未點燃酒精燈前，A、B 均無明顯現象，其原因是______________________。

（3）點燃酒精燈一段時間后，A、B中可觀察到明顯的現象，如A中，寫出A中C和濃硫酸發生反應的化學方程式：__________________________，B中的現象是_________________，因此可得到濃硫酸具有_____________性。

（4）隨著反應的進行，濃硫酸濃度逐漸減小變為稀硫酸，A中還可能發生某些離子反應，寫出相應的離子方程式：_________________、____________________。

II、測定鐵的質量分數

（5）待A中固體完全消失并不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重bg。鐵碳合金中鐵的質量分數為___________________(寫表達式)。

（6）某同學認為上述方法較復雜，使用如圖所示的裝置和其他常用的實驗儀器測定某些數據即可。為了快速和準確地計算出鐵的質量分數，最簡便的實驗操作是___________（填寫代號）。

①用排水法測定H2的體積

②反應結束后，過濾、洗滌、干燥、稱量殘渣的質量

③ 測定反應前后裝置和藥品的總質量ag

【答案】氣密性 蒸餾燒瓶 常溫下，鐵被濃硫酸鈍化 C＋2H2SO4（濃）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 品紅溶液逐漸褪色 強氧化 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
③

【解析】

（1）按圖示連接好裝置以后，首先檢查裝置的氣密性：（2）根據儀器構造可知儀器A的名稱為蒸餾燒瓶；常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應，故無明顯現象；（3）濃硫酸具有強氧化性，在加熱的條件下碳與濃硫酸反應的方程式為C＋2H2SO4（濃）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；二氧化硫具有漂白性，因此B中的現象是品紅溶液逐漸褪色，根據以上分析可知濃硫酸具有強氧化性；（4）硫酸濃度減小后，稀硫酸與鐵發生置換反應生成硫酸亞鐵和氫氣，另外鐵還能與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，離子方程式分別為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；（5）稱取ag鐵碳合金，加入過量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E裝置并稱重，E增重bg，則生成二氧化碳的質量為bg，根據質量守恒定律，則ag鐵碳合金中含碳元素的質量為，則含鐵的質量為，鐵的質量分數為；（6）因為鐵炭合金中的鐵可以與稀硫酸反應生成氫氣，瓶總質量的減少量即為氫氣的生成量，而鐵的質量可以通過氫氣的質量求出，答案選③。

【題型】實驗題
【結束】
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【題目】現有一種銅粉和鋁粉的混合物樣品,為測定該樣品中鋁的含量,稱取5.0g此樣品置于錐形瓶中,將100mL稀鹽酸加入其中恰好完全反應,剩余固體2.3g.

（1）求該混合物中鋁的質量分數為多少?

（2）所用鹽酸中溶質的物質的量濃度為多少?

Answer 1

【答案】（1） 54% （2） 3mol/L

【解析】

（1）稱取5.0g此樣品置于錐形瓶中，將100mL稀鹽酸加入其中恰好完全反應，剩余固體2.3g，該固體為銅，因此混合物中鋁的質量為：5.0g-2.3g=2.7g，鋁的質量分數為：2.7g/5.0g×100%=54%；

（2）鋁與鹽酸的反應關系式為：

2Al～～～～6HCl

2×27g 6mol

2.7g n

解得n＝0.3mol

所以鹽酸的濃度是0.3mol÷0.1L＝3.0mol/L