Question

【題目】黃鐵礦石的主要成分為FeS2和少量FeS(假設其它雜質中不含鐵、硫元素，且高溫下不發生化學變化)，它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m1g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4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2

（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，給乙瓶溶液中加入足量H2O2溶液的目的是___________(用化學方程式表示)。H2O2可以看成是一種很弱的酸，寫出其主要的電離方程式為____________________。

(3)該黃鐵砂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

①用足量稀硫酸溶解石英管中的固體殘渣②加還原劑使溶液中的Fe3+恰好完全轉化為Fe2+后，過濾、洗滌 ③將過濾液稀釋至250mL

④取25.00mL稀釋液，用0.100mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定

(4)步驟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)請寫出步驟②中洗滌的方法____________________。

(6)某同學一共進行了四次滴定實驗，實驗結果記錄如下：

	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c(Fe2+)=__________。

Answer 1

【答案】 提供反應物O2，排盡生成的SO2，使之完全被乙瓶溶液吸收 Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O H2O2H++HO2- ×100% (或×100%等其他合理答案) 偏大 (沿玻璃棒)向過濾器中加入蒸餾水至浸沒固體。(靜置)待水自然全部留下，重復操作2～3次 0.5000mol·L-1

【解析】（1）鼓入空氣的作用顯然是提供氧氣，并且將生成的SO2完全吹出，使之完全被乙中的氫氧化鈉吸收；（2）為減少實驗誤差，最后使SO32－完全轉化成SO42－，從而生成硫酸鋇沉淀，雙氧水足量時才能將亞硫酸根離子完全轉化，反應為Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O；H2O2是弱酸，電離方程式是H2O2H＋+HO2－；（3）亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉，硫酸根離子和鋇離子反應生成白色沉淀硫酸鋇，n（BaSO4）=m2g/223g·mol－1=m2/233mol，根據S原子守恒得n（S）=n（BaSO4）=m2/233mol，S元素質量分數= = ；（4）步驟②中,若用鐵粉作還原劑,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；（5）請寫出步驟②中洗滌的方法：(沿玻璃棒)向過濾器中加蒸餾水至浸沒固體，（靜置）待水自然全部流下，重復操作2～3次；（6）依據實驗流程，Fe2＋被高錳酸鉀溶液滴定發生氧化還原反應，高錳酸鉀溶液平均消耗體積= mL=25.00mL（其中20.00ml的數值與其他數據相差較大，舍去）；設亞鐵離子物質的量為x，依據方程式得到：

5 Fe2＋+MnO4－+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O

5 1

x 0.1mol·L－1×0.025L

x=0.0125mol；

c（Fe2＋）=0.0125mol/0.025L=0.5000mol·L－1。