Question

【題目】黃鐵礦石的主要成分為FeS2和少量FeS（假設其他雜質中不含Fe、S元素，且高溫下不發生化學變化），是我國大多數硫酸廠制取硫酸的主要原料。某化學興趣小組對該黃鐵礦石進行如下實驗探究。將m1 g該黃鐵礦石的樣品放入如圖裝置（夾持和加熱裝置略）的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒黃鐵礦樣品至反應完全。其反應的化學方程式為：

【實驗一】：測定硫元素的含量

反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：

①鼓入空氣的作用是_________________________________。

②反應結束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是（用化學方程式表示）________________________________________。

H2O2可以看作是一種很弱的酸，寫出其電離方程式：_____________________。

（3）該黃鐵礦石中硫元素的質量分數為______________（列出表達式即可）。

【實驗二】：測定鐵元素的含量

（4）②中，若用鐵粉作還原劑，則所測得的鐵元素的含量____________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

（5）③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有_________________。

（6）某同學一共進行了四次滴定實驗，實驗結果記錄如下：

實驗次數	第一次	第二次	第三次	第四次
消耗KMnO4溶液體積/mL	25.00	25.03	20.00	24.97

根據所給數據，計算該稀釋液中Fe2+的物質的量濃度為c(Fe2+) ＝_______________。

Answer 1

【答案】 除去空氣中的CO2，使乙裝置中的溶液只吸收黃鐵礦煅燒產生的SO2 使SO32-完全氧化為SO42- H2O2HO2-+H＋ 32m2/233m1×100% 偏大 250mL容量瓶 0.5mol/L

【解析】（1）空氣中含有二氧化碳，能和乙中的氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，碳酸鈉和氯化鋇反應生成碳酸鋇導致沉淀量增大，從而導致干擾硫元素的測定，所以要把空氣中二氧化碳除去，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液除去即可，所以甲中盛放的是氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；乙中二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，離子方程式為 SO2+2OH-=SO32-+H2O；（2）為使亞硫酸根離子完全轉化為硫酸根離子，加入的雙氧水要足量；（3）雙氧水的電離方程式為H2O2HO2-+H＋；（4）最終所得沉淀是硫酸鋇，根據硫原子守恒得硫的質量，設硫的質量為x，

S～～BaSO4

32g 233g

x m2g

x=32m2/233g，質量分數=32m2/233m1×100%；

（5）鐵和鐵離子反應生成的亞鐵離子物質的量增大，用高錳酸鉀物質的量增大，測定結果偏大；（6）步驟③中，一定物質的量濃度溶液的配制中，除了燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要250mL容量瓶；（6）根據表中數據可知第三次實驗誤差大，舍去。滴定過程中高錳酸鉀溶液平均消耗體積=(25+25.03+24.97)mL/3=25mL；根據方程式5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知，設亞鐵離子物質的量為x，則

X＝0.1mol/L×0.025L×5=0.0125mol；c（Fe2+）=0.0125mol÷0.025L=0.5mol/L。