Question

【題目】黃鐵礦（主要成分為FeS2，雜質不含硫元素）是我國大多數硫酸廠制取硫酸的主要原料。化學課外活動小組為測定某黃鐵礦中FeS2含量進行了如下的實驗探究（假設每步反應均完全）。

【查閱資料】 ①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O

【實驗探究】

Ⅰ. 稱取2.40 g黃鐵礦樣品放入下圖所示裝置（夾持和加熱裝置省略）的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應完全。

Ⅱ. 反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：

【問題討論】

（1）Ⅰ裝置中甲瓶內盛放的試劑是氫氧化鈉溶液，其作用是______________。

（2）Ⅰ裝置中乙瓶內發生反應的化學反應方程式是____________________。

【含量測定】

（3）計算該黃鐵礦中FeS2的質量分數__________________。（請寫出計算過程）

【交流反思】

（4）如果缺少甲裝置，則最終測得FeS2的質量分數將會________________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

（5）Ⅱ中檢驗濾渣是否洗滌干凈的方法是，取最后一次洗滌液，加入_____________，說明已洗滌干凈。

【拓展應用】

工業上以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下所示：

（6）接觸室中發生反應的化學方程式為________________________。化學實驗室常需要用到較稀的硫酸，把濃硫酸稀釋的操作是_______________________________________，硫酸是一種重要的化工產品，用途十分廣泛，請寫出稀硫酸的一種用途______________________。

（7）依據生產硫酸的工藝流程圖，下列說法正確的是_______________（填字母）。

A．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎 B．催化劑能夠提高SO2的反應速率和產量

C．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵 D．吸收塔中為了提高吸收效率，采用噴淋的方式

Answer 1

【答案】 吸收空氣中的二氧化碳 方程式略 硫元素的質量：4.66g*32/233=0.64g FeS2的質量：0.64g/64/120=1.2g 1.2g/2.4g*100%=50% 偏大 滴加硫酸鈉溶液，若無白色沉淀，則已洗凈。（合理即可） 2SO2+O2＝2SO3 酸入水，邊加邊攪拌(合理即可) ACD

【解析】（1）由于空氣中的二氧化碳能與氫氧化鈉反應，會對實驗造成干擾，故要將空氣中的二氧化碳除去；氫氧化鈉與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，反應的化學方程式表示為：2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O；（3）最終所得的沉淀是硫酸鋇沉淀，根據硫原子守恒可得硫元素的質量。設硫元素的質量為x；

S——--BaSO4

32 233

X 4.66g

x=0.64g

FeS2的質量= 1.2g

該黃鐵礦中FeS2的質量分數= 50% ；

（4）如果缺少甲裝置，那么亞硫酸鈉的質量偏大，沉淀的質量也偏大，最終導致測得FeS2的質量分數偏大；（5）Ⅱ中檢驗濾渣是否洗滌干凈，即證明濾渣上是否含有氯化鋇，那么可滴加硫酸鈉溶液，若無白色沉淀，則已洗凈；（6）由工業流程圖可知，接觸室中，在催化劑的催化作用下，二氧化硫和氧氣反應生成了三氧化硫，反應的化學方程式表示為：2SO2+O22SO3 ；稀釋濃硫酸的方法是：將濃硫酸沿容器的內壁慢慢的注入水中并不斷的攪拌；稀硫酸是主要的化工原料，可用于生產化肥、農藥、火藥，還可用于除鐵銹等；（7）A、將黃鐵礦粉碎可增大與氧氣的接觸面積，使其充分燃燒，正確；B、催化劑只能改變反應速率，不能改變生成物的量，錯誤；C、沸騰爐排出的礦渣含有鐵元素，可用于煉鐵，正確；D、采用噴淋的方式可使它們充分接觸，提高吸收效率，正確。故選ACD。