(2012•门头沟区一模)黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其他杂质中不含Fe、S元素,且高温下不发生化学变

(2012•门头沟区一模)黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其他杂质中不含Fe、S元素,且高温下不发生化学变化),是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料.某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究.
将m1g该黄铁矿石的样品放入如下图装置(夹持和加热装置略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧黄铁矿样品至反应完全.其反应的化学方程式为:
4FeS2+11O2
高温
.
2Fe2O3+8SO2
4FeS+7O2
高温
.
2Fe2O3+4SO2

实验一:测定硫元素的含量
反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:

(1)甲、乙两装置的作用分别是______、______;
乙瓶内发生反应的离子方程式为______、______;
(2)反应后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是______.
(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为
32m2
233m1
×100%
32m2
233m1
×100%

实验二:测定铁元素的含量

(4)②中,若用铁粉作还原剂,则所测得的铁元素的含量______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(5)③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有______.
(6)某同学一共进行了三次滴定实验,三次实验结果记录如下:
实验次数 第一次 第二次 第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL 25.00 25.03 24.97
根据所给数据,计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+)=______.
2009ok 1年前 已收到1个回答 举报

天地赤明 幼苗

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解题思路:(1)为防止二氧化碳的干扰,应将空气中的二氧化碳用碱液除掉;二氧化硫能和氢氧化钠反应生成盐;亚硫酸根离子能被氧气氧化生成硫酸根离子;
(2)为减少实验误差,最后使完全转化成SO42-,从而完全生成硫酸钡沉淀;双氧水足量时才能将亚硫酸根离子完全转化;
(3)根据硫原子守恒计算硫铁矿中硫的质量,从而计算其质量分数;
(4)铁和铁离子反应生成的亚铁离子物质的量增大;
(5)根据一定物质的量浓度溶液的配制中各仪器的作用选取仪器;
(6)依据实验过程和滴定实验消耗的高锰酸钾溶液体积的平均数,结合氧化还原反应离子方程式计算亚铁离子物质的量,计算25ml溶液中亚铁离子的浓度;

(1)空气中含有二氧化碳,能和乙中的氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡导致沉淀量增大,从而导致干扰硫元素的测定,所以要把空气中二氧化碳除去,用氢氧化钠或氢氧化钾溶液除去即可,所以甲中盛放的是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液;乙中二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,离子方程式为 SO2+2OH-=SO32-+H2O,亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠,离子方程式为2SO32-+O2=2SO42-
故答案为:除去空气中的CO2,使乙装置中的溶液只吸收黄铁矿煅烧产生的SO2;使乙装置中的溶液只吸收黄铁矿煅烧产生的SO2;SO2+2OH-=SO32-+H2O;2SO32-+O2=2SO42-
(2)为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子,加入的双氧水要足量;
故答案为:使SO32-完全氧化为SO42-
(3)最终所得沉淀是硫酸钡,根据硫原子守恒得硫的质量,设硫的质量为x,
S-----BaSO4
32g 233g
x m2g
x=
32m2
233g
质量分数=
32m2
233m1×100%;
故答案为:
32m2
233m1×100%.
(4)铁和铁离子反应生成的亚铁离子物质的量增大,用高锰酸钾物质的量增大,测定结果偏大;
故答案为:偏大;
(5)④中取稀释液25.00ml,溶液是酸性溶液,体积数据要求到小数点后两位,需用的仪器是酸式滴定管,Ⅲ的步骤③中,一定物质的量浓度溶液的配制中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要250mL容量瓶,容量瓶装置图为:,故答案为:250mL容量瓶;
(6)依据实验流程分析亚铁离子被高锰酸钾溶液滴定发生氧化还原反应,依据消耗的高锰酸钾溶液体积平均数,结合氧化还原反应离子方程式计算25ml溶液中亚铁离子的物质的量滴定亚铁离子的浓度;滴定过程中高锰酸钾溶液平均消耗体积=[25ml+25.03ml+24,97ml/3]=25ml;
氧化还原反应为:5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,设亚铁离子物质的量为x,依据方程式计算得到:
5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5 1
x 0.1mol/L×0.025L
x=0.0125mol;
c(Fe2+)=[0.0125mol/0.025L]=0.5mol/L;
故答案为:0.5mol/L;

点评:
本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量.

考点点评: 本题考查了探究物质的含量实验,滴定实验的方法和计算,溶液配制方法和仪器的使用方法,根据元素化合物的性质来分析解答即可,难度不大,注意为防止空气中二氧化碳的干扰.

1年前

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