Question

生鐵中除鐵外，還含有其他元素，如碳元素和硫元素。其中碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在，它使生鐵性能堅(jiān)硬而脆，所以生鐵的用途不大，一般用做煉鋼的原料。某興趣小組設(shè)計(jì)按下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定生鐵中的含碳量。

A            B                  C                  D         E
請(qǐng)回答下列問題：
（1）硫在生鐵中是有害元素，它使生鐵產(chǎn)生熱脆性。硫元素在生鐵中最有可能存在的價(jià)態(tài)是           

A．－2

B．0

C．+4

D．+6

（2）寫出在燒杯E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：                            ；
（3）D中30% 雙氧水的作用是                                                ；若無此裝置，所測(cè)定的含碳量將       （填“偏高”、“偏低”或“不影響”）
（4）反應(yīng)完成后，欲驗(yàn)證生鐵含有硫元素，你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是（寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象）                                                    ；
（5）待C管的樣品充分反應(yīng)后，測(cè)得E中生成的沉淀為bg，請(qǐng)計(jì)算出生鐵中的含碳量為            ；
（6）實(shí)驗(yàn)過程中，該興趣小組應(yīng)注意的安全問題是                    。（任寫一種）

Answer 1

（1）A （2分）
（2）CO₂+Ba²⁺+2OH^－= BaCO₃↓+H₂O（3分）
（3）吸收SO₂氣體 （2分）   偏高 （2分）
（4）取少量D瓶溶液于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明生鐵中含有硫元素。（2分）
（5）×100%  （2分）
（6）濃硫酸有腐蝕性，使用時(shí)要小心；加熱時(shí)要使二通管均勻受熱等（其他合理答案也給分）（2分）

試題分析：（1）鐵的化合價(jià)一定為正價(jià)，而碳的非金屬小于硫的非金屬性，因此S一定顯示負(fù)價(jià)，故A項(xiàng)正確。
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水，反應(yīng)離子方程式為：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O。
（3）如果沒有雙氧水的氧化，二氧化硫也會(huì)與氫氧化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，使碳的百分含量偏高，故D中30%雙氧水的作用是吸收SO₂氣體；若無此裝置，所測(cè)定的含碳量將偏高。
（4）反應(yīng)完成紅葉，S元素轉(zhuǎn)化為SO₄²?，用鹽酸酸化的BaCl₂溶液檢驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)方案是：取少量D瓶溶液于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明生鐵中含有硫元素。
（5）若E中得到bg碳酸鋇，根據(jù)碳元素守恒可知碳酸鋇的物質(zhì)的量與二氧化碳的物質(zhì)的量相等，故生鐵中碳的質(zhì)量為：bg÷197g/mol×12g/mol=12b/197g，所以生鐵中的含碳量為：12b/197g÷ag×100%=×100%
（6）實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的安全問題有：濃硫酸有腐蝕性，使用時(shí)要小心；加熱時(shí)要使二通管均勻受熱等。