Question

【題目】黃鐵礦因其淺黃銅色和明亮的金屬光澤，常被誤認(rèn)為是黃金，故又稱為“愚人金”。某化學(xué)興趣小組對(duì)某黃鐵礦石(主要成分為FeS2)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究。

[實(shí)驗(yàn)一]：測(cè)定硫元素的含量

I．將m1g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置(夾持和加熱裝置省略)的石英管中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全得到紅棕色固體和一種刺激性氣味的氣體。

Ⅱ．反應(yīng)結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進(jìn)行如下處理：

問題討論：

（1）寫出石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_________________________________。

（2）I中，干燥管甲內(nèi)所盛試劑是__________，有同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置存在安全隱患，請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的文字說明：_________________________________________。

（3）該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________________。

[實(shí)驗(yàn)二]：設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定鐵元素的含量

問題討論：

（4）②中，若選用鐵粉作還原劑，會(huì)使測(cè)量結(jié)果______（填“不影響”、“偏高”或“偏低”）。

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

（6）④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。

Answer 1

【答案】 堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體) 裝置乙易發(fā)生倒吸 偏高 250mL容量瓶 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】試題分析：[實(shí)驗(yàn)一]：測(cè)定硫元素的含量

黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2，結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置圖及流程圖可得，從干燥管a端通入空氣，除去二氧化碳，在石英管中高溫氧化FeS2，產(chǎn)生的SO2氣體通過盛氫氧化鈉溶液的錐形瓶乙，被吸收；乙瓶中的吸收液被H2O2氧化后，與BaCl2溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，再通過稱量沉淀的質(zhì)量測(cè)定該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

[實(shí)驗(yàn)二]：測(cè)定鐵元素的含量

稀硫酸溶解石英管中生成的Fe2O3，再還原為Fe2+，用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定，從而測(cè)定鐵元素的含量。

（1）由題意，黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2，所以石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。

（2）為防止空氣中的二氧化碳對(duì)測(cè)定硫元素含量造成影響，所以干燥管中應(yīng)盛有堿石灰（或氫氧化鈉或氧化鈣），吸收空氣中的二氧化碳；由于產(chǎn)生的SO2氣體較易溶于水，所以乙裝置左邊應(yīng)加一個(gè)防倒吸裝置，否則裝置乙易發(fā)生倒吸。

（3）由已知可得，S元素質(zhì)量為： g，所以m1g黃鐵礦樣品中S元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： g÷m1 g×100%=×100% 。

（4）②中，若選用鐵粉作還原劑，發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+，使Fe2+增多，消耗酸性高錳酸鉀增多，會(huì)使鐵元素的含量測(cè)定結(jié)果偏高。

（5）配制250ml一定濃度的FeSO4溶液需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有250ml容量瓶。

（6）酸性KMnO4溶液氧化Fe2+的反應(yīng)離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。