Question

黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是我國大多數硫酸廠制取硫酸的主要原料．某化學學習小組對某黃鐵礦石進行如下實驗探究．[實驗一]測定硫元素的含量．
Ⅰ、將m₁g該黃鐵礦樣品放入如圖1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．石英管中發生反應的化學方程式為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂．
Ⅱ、反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如圖2所示處理．

[實驗二]測定鐵元素的含量．
Ⅲ、測定鐵元素含量的實驗步驟如圖3所示．

問題討論：
（1）Ⅰ中，甲瓶內所盛試劑是

NaOH

溶液．乙瓶內發生反應的離子方程式有：

SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

、

2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-

．
（2）Ⅱ中的濾渣在稱量前還應進行的操作是

洗滌、干燥

．
（3）Ⅱ中，所加H₂O₂溶液（氧化劑）需足量的理由是

使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-

．
（4）④中取稀釋液25.00ml需用的儀器是

酸式滴定管

．Ⅲ的步驟③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有

250ml 容量瓶

（畫出其簡易裝置圖）．
（5）該黃鐵礦中硫元素的質量分數為

32m2

233m1

×100%

．

Answer 1

分析：（1）為防止二氧化碳的干擾，應將空氣中的二氧化碳用堿液除掉；二氧化硫能和氫氧化鈉反應生成鹽；亞硫酸根離子能被氧氣氧化生成硫酸根離子；
（2）為準確稱量固體的質量，在稱量之前需洗滌和干燥；
（3）為減少實驗誤差，最后使完全轉化成SO₄^2-，從而完全生成硫酸鋇沉淀；雙氧水足量時才能將亞硫酸根離子完全轉化；
（4）根據一定物質的量濃度溶液的配制中各儀器的作用選取儀器；
（5）根據硫原子守恒計算硫鐵礦中硫的質量，從而計算其質量分數．

解答：解：（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^-=SO₃^2-+H₂O，亞硫酸鈉和氧氣反應生成硫酸鈉，離子方程式為2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案為：NaOH；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）為準確稱量固體的質量，在稱量之前需洗滌和干燥；故答案為：洗滌、干燥；
（3）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，故答案為：使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-；
（4）④中取稀釋液25.00ml，溶液是酸性溶液，體積數據要求到小數點后兩位，需用的儀器是酸式滴定管，Ⅲ的步驟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，容量瓶裝置圖為：，故答案為：酸式滴定管；250mL容量瓶；
（5）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

233

g
質量分數=

32m2 233

m1

×100%=

32m2

233m1

×100%；
故答案為：

32m2

233m1

×100%．

點評：本題考查了探究物質的含量實驗，根據元素化合物的性質來分析解答即可，難度不大，注意為防止空氣中二氧化碳的干擾，通入石英管中的空氣要先除去二氧化碳，為易錯點．