Question

【題目】碳、硫的含量影響鋼鐵性能。某興趣小組用如下流程對鋼樣進行探究。

(1)鋼樣中硫元素以FeS形式存在，FeS在足量氧氣中灼燒，生成的固體產物中Fe、O兩種元素的質量比為21：8，則該固體產物的化學式為_____________。

(2)檢驗鋼樣灼燒生成氣體中的CO2，需要的試劑是____________ (填字母）。

a.酸性KMnO4溶液 b.澄清石灰水 c.飽和小蘇打溶液 d.濃H2SO4

(3)取10.00 g鋼樣在足量氧氣中充分灼燒，將生成的氣體用足量1％的H2O2溶液充分吸收，再用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定吸收液至終點，消耗NaOH溶液20.00mL；另取10.00g鋼樣在足量氧氣中充分灼燒，將生成的氣體通過盛有足量堿石灰的U型管（如下圖），堿石灰增重0.614 g。

①用l%H2O2溶液吸收SO2，發生反應的離子方程式為___________________。

②分別計算該鋼樣中硫、碳元素的質量分數（寫出計算過程）。

③實驗測得的碳元素質量分數比真實值偏高，其可能的原因是______________(填字母)

a.U型管中生成的亞硫酸鹽吸收了O2

b.堿石灰吸收了空氣中的CO2

c.氣體通過堿石灰的流速過快，末被充分吸收

Answer 1

【答案】 Fe3O4 ab H2O2+SO2═2H++SO42- n(S)= n(SO2)= n(NaOH)

=1/2×0.02000L×0.1000mol·L-1=1.000×10-3mol

w(S)= ×100%=0.32%

m(CO2)=0.614- m(SO2)=0.550g

n(C)= n(CO2) ==0.0125mol

w(C)= ×100%=1.5%

ab

【解析】(1) 生成的固體產物中Fe、O兩種元素的質量比為21：8，則Fe、O兩種元素的物質的量之比為： =，則該固體產物的化學式為Fe3O4，故答案為：Fe3O4；

(2)鋼樣灼燒生成氣體中含有CO2和SO2，二氧化硫也能夠使澄清石灰水變渾濁，因此需要用酸性KMnO4溶液反應除去二氧化硫后再用澄清石灰水檢驗，故答案為：ab；

(3)①用l%H2O2溶液吸收SO2，將二氧化硫氧化生成硫酸，反應的離子方程式為H2O2+SO2═2H++SO42-，故答案為：H2O2+SO2═2H++SO42-；

②n(S)= n(SO2)= n(NaOH)=1/2×0.02000L×0.1000mol·L-1=1.000×10-3mol ，w(S)= ×100%=0.32% ，m(CO2)=0.614- m(SO2)=0.550g ，n(C)= n(CO2) ==0.0125mol ，w(C)= ×100%=1.5% ，故答案為：1.5%；

③a.U型管中生成的亞硫酸鹽吸收了O2，導致堿石灰增重偏大，測得的二氧化碳偏大，碳元素質量分數比真實值偏高，正確；b.堿石灰吸收了空氣中的CO2，導致堿石灰增重偏大，測得的二氧化碳偏大，碳元素質量分數比真實值偏高，正確；c.氣體通過堿石灰的流速過快，末被充分吸收，導致堿石灰增重偏小，測得的二氧化碳偏小，碳元素質量分數比真實值偏低，錯誤；故選ab。