Question

黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS₂）进行如下实验探究．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m₁ g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．

Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

问题讨论：
（1）Ⅰ中，石英管中发生的反应方程式为______ 2Fe₂O₃+8SO₂

Answer

实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫；
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，检验是否含有硫酸根离子，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量；
（3）m2g是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算黄铁矿中硫元素的质量分数；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，根据电子转移守恒可得关系式5Fe2+～MnO4-，据此计算硫铁矿中铁元素的质量，进而计算铁元素的质量分数．
【解析】
实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫，反应方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，
故答案为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，判断所加BaCl2是否过量方法是：待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量，
故选C；
（3）m2g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为=mol，根据硫元素守恒可知黄铁矿中硫元素的质量为mol×32g/mol=g，所以硫铁矿中硫元素的质量分数为×100%=×100%，故答案为：×100%；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶，
故答案为：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量，导致测定的硫铁矿中铁元素的质量分数偏高，故不能用铁作还原剂，
故答案为：不合理；用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）令m1g硫铁矿中铁元素的质量为a，硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，则：
5Fe2+～MnO4-
280g    1mol
a     0.001VL×0.1mol/L×=0.001Vmol
所以a=×280g/mol=0.28Vg
所以硫铁矿中铁元素的质量分数为×100%=%，故答案为：%．