Question

黃鐵礦是我國大多數硫酸廠制取硫酸的主要原料．某化學興趣小組對某黃鐵礦石（主要成分為FeS₂）進行如下實驗探究．
[實驗一]為測定硫元素的含量
Ⅰ．將m₁ g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下2處理：
問題討論：
（1）Ⅰ中，甲瓶內所盛試劑是

 

溶液．乙瓶內發生反應的離子方程式有

 

、

 

．
（2）Ⅱ中，所加H₂O₂溶液（氧化劑）需足量的理由是

 

．
（3）該黃鐵礦中硫元素的質量分數為

 

．
[實驗二]設計以下實驗3方案測定鐵元素的含量
問題討論：
（4）③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有

 

．
（5）②中，若選用鐵粉作還原劑，你認為合理嗎？理由是：

 

．

Answer 1

分析：（1）甲瓶是利用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，避免干擾乙裝置對二氧化硫的定量測定；乙瓶內是二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被氧氣氧化為硫酸鈉；
（2）過氧化氫可以把乙瓶中的亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉；
（3）依據硫元素守恒計算分析得到；
（4）配制溶液的步驟分析需要的玻璃儀器；
（5）若選用鐵粉作還原劑，會使測定的鐵元素含量增大

解答：解：（1）甲瓶是利用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，提供氧氣氧化硫鐵礦，避免二氧化碳干擾乙裝置對二氧化硫的定量測定；乙瓶內是二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被氧氣氧化為硫酸鈉，反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
故答案為：氫氧化鈉；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）分析流程可知加入過氧化氫把亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，且不引入雜質；
故答案為：使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-；
（3）將m₁ g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，生成的二氧化硫被過量氫氧化鈉吸收生成亞硫酸鈉，部分被氧化為硫酸鈉，加入過氧化氫把亞硫酸鈉全部氧化為硫酸鈉，加入過量綠化比溶液得到沉淀質量為m₂g為硫酸鋇的質量，物質的量=

m2

233

mol；
則黃鐵礦中硫元素的質量分數=

m2 233 ×32

m1

×100%=

32m2

233m1

×100%；
故答案為：

32m2

233m1

×100%；
（4）依據溶液配制的步驟分析可知，要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要250ml容量瓶；
故答案為：250 mL容量瓶；
（5）若選用鐵粉作還原劑，被高錳酸鉀溶液滴定的亞鐵離子增大，測定鐵元素的含量增大；
故答案為：不合理，會使所測得的鐵元素的質量分數偏大；

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證和流程分析判斷，物質性質和干信息的利用是解題關鍵，題目難度中等．