某研究性學習小組為研究鐵粉與濃硫酸反應所生成氣體的成分并測定各氣體的含量,進行了如下實驗:
實驗推測】足量的鐵粉與濃硫酸反應能生成SO2和H2兩種氣體.
(1)該小組作出此推測的理由是:在加熱的條件下濃硫酸與Fe反應生成SO2,隨著反應的進行,硫酸濃度變稀,與Fe反應生成H2在加熱的條件下濃硫酸與Fe反應生成SO2,隨著反應的進行,硫酸濃度變稀,與Fe反應生成H2.
【實驗準備】a.供選擇的藥品:鐵粉、濃硫酸、氧化銅粉末、0.2mol/L的H2C2O4標準溶液、0.1mol/L的酸性KMnO4標準溶液、酸堿指示劑.
b.實驗裝置設(shè)計及組裝(加熱及夾持裝置均已略去)
【實驗過程及數(shù)據(jù)處理】
(2)B中發(fā)生反應的離子方程式為:5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+.
(3)實驗前先通入一段時間的N2,其目的是排除裝置中的空氣,防止H2與空氣混合受熱發(fā)生爆炸排除裝置中的空氣,防止H2與空氣混合受熱發(fā)生爆炸.
(4)B、C、D中所盛試劑均足量,則證實生成的氣體中同時存在SO2和H2的現(xiàn)象是B瓶中溶液紫紅色變淺說明生成了SO2B瓶中溶液紫紅色變淺說明生成了SO2
D中黑色粉末變紅說明生成了H2D中黑色粉末變紅說明生成了H2.
(5)A中反應結(jié)束后,繼續(xù)通N2使A中生成的氣體全部趕出,待B、D中反應完全后,先后三次取用B中反應后的溶液于錐形瓶中,每次取用25mL,用H2C2O4標準溶液進行滴定.
①H2C2O4標準溶液與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式如下,請將該方程式完成并配平.
55H2C2O4+22MnO4-+66H+=22Mn2++88 H2O+10CO210CO2
②滴定達到終點時的現(xiàn)象是滴入最后一滴H2C2O4溶液時KMnO4溶液的紫紅色褪去且半分鐘之內(nèi)不恢復滴入最后一滴H2C2O4溶液時KMnO4溶液的紫紅色褪去且半分鐘之內(nèi)不恢復.
③重復滴定兩次,平均每次耗用H2C2O4標準溶液15.63mL,則鐵與濃硫酸反應產(chǎn)生的SO2氣體
的物質(zhì)的量為0.025mol0.025mol;經(jīng)稱量,實驗前后裝置D的質(zhì)量減少0.8g,則產(chǎn)生的氣體中SO2的體積分數(shù)為33.3%33.3%.
【答案】在加熱的條件下濃硫酸與Fe反應生成SO2,隨著反應的進行,硫酸濃度變稀,與Fe反應生成H2;5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;排除裝置中的空氣,防止H2與空氣混合受熱發(fā)生爆炸;B瓶中溶液紫紅色變淺說明生成了SO2;D中黑色粉末變紅說明生成了H2;5;2;6;2;8;10CO2;滴入最后一滴H2C2O4溶液時KMnO4溶液的紫紅色褪去且半分鐘之內(nèi)不恢復;0.025mol;33.3%
【解答】
【點評】
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