Question

【題目】氯化鐵是一種重要的鐵鹽，廣泛用于造紙、印染等污染處理。

【物質制備】某興趣小組同學查找到以黃鐵礦（主要成分是二硫化亞鐵，化學式為FeS2）為主要原料制備氯化鐵晶體的工業生產過程：

（1）黃鐵礦是 物（填“純凈”或“混合”），其中二硫化亞鐵中鐵元素的化合價為 。

（2）焙燒過程主要發生以下化學反應，配平化學方程式： FeS2 + O2 高溫Fe2O3 + SO2

（3）該過程產生的尾氣中含有HCl等氣體，可用 溶液來吸收（填化學式）。

【含量測定】在上述流程中產生的SO2氣體可用于工業上生產硫酸，該興趣小組的同學為測定某黃鐵礦中硫元素的含量進行了如下的實驗探究。

已知二氧化硫與氫氧化鈉反應生成的亞硫酸鈉能被過氧化氫氧化成硫酸鈉。（假設每步反應均完全，不考慮裝置內原有空氣對測定結果的影響）

甲、乙二個實驗小組均設計了下列裝置，稱取了m1 g黃鐵礦樣品，將樣品放入如下圖所示的硬質粗玻璃管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒玻璃管中的黃鐵礦樣品至反應完全。

甲組同學僅稱量了上述實驗所需要的相關裝置質量后即完成了測定。

乙組同學則在上述反應結束后，將C瓶中的溶液進行了如下圖處理：

問題討論：

（4）上述裝置中A瓶內所盛的試劑最好是 溶液，其作用是 。

A、B裝置能否對調位置？ （填“能”或“否”）

（5）氣體進入C瓶后，C瓶中發生反應的化學方程式為 。

（6）甲組同學應稱量的數據是 （填編號）。

①反應前C裝置及其中物質總質量m2 g

②反應前C、D裝置及其中物質總質量m3 g

③反應后C裝置及其中物質總質量m4 g

④反應后C、D裝置及其中物質總質量m5 g

（7）根據（6）中所選數據，甲組同學測得的該黃鐵礦中硫元素的質量分數的表達式為 。

（8）乙組同學最終得到的固體的化學式為 ，檢驗所加BaCl2溶液是否過量的方法是 ，乙組的實驗過程中洗滌濾渣的目的是 ，若未洗滌就直接烘干稱量，則會使測定結果 （填“偏大、偏小或不變”），檢驗濾渣是否洗凈所用試劑是 溶液，該小組測定的硫元素的質量分數的表達式為 。

Answer 1

【答案】（1）混合 +2

（2）4 11 2 8 (共1分)

（3）NaOH等

（4）NaOH 吸收空氣中的CO2 否

（5）SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O

（6）②④

（7）（m5-m3）/2m1

（8）BaSO4 靜置，在上層清液再加BaCl2溶液，若無沉淀產生，則已過量

除去沉淀表面的可溶性雜質 偏大 AgNO3 /碳酸鈉/硫酸鈉等 ; 32 m6/233 m1

【解析】

試題分析：（1）黃鐵礦是混合物，根據化合物中各元素正負化合價代數和為0，可知鐵的化合價為+2；（2）根據化學反應前后各原子種類和原子個數不變進行配平。（3）HCl為酸性氣體，可用堿溶液來吸收（4）氫氧化鈉溶液能與空氣中的二氧化碳反生反應，AB不能互換，互換后不能除去空氣中的二氧化碳和水，會對后邊的實驗造成干擾；（5）二氧化硫和氫氧化鈉反應，生成亞硫酸鈉和水；（6）C、D裝置中增加的質量是反應后生成的二氧化硫的質量，知道了二氧化硫的質量，再結合樣品的質量即可計算出硫元素質量分數，故選②④ ；（7）二氧化硫中硫元素質量分數為50%，所以根據（6）中所選數據可計算出樣品中硫元素質量分數。（8）過氧化氫具有很強的氧化性，將亞硫酸鈉氧化呈硫酸鈉，硫酸鈉和氯化鋇生成硫酸鋇沉淀，所以乙組同學最終得到的固體為硫酸鋇；檢驗所加氯化鋇是否過量的方法是取上層清液再加氯化鋇，若有白色沉淀，則證明已經過量；乙組的實驗過程中洗滌濾渣的目的是除去沉淀表面的可溶性雜質，若未洗滌，直接烘干稱量，會使結果偏大，檢驗濾渣是否洗凈所用試劑是硝酸銀溶液或碳酸鈉溶液等；根據質量守恒可以計算出硫鐵礦中硫的質量，從而得出硫元素的質量分數為32 m6/233 m1