Question

黄铁矿（主要成分为FeS₂）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究。

[实验一]测定硫元素的含量。

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。石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂

Ⅱ、反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

[实验二]测定铁元素的含量。

III、测定铁元素含量的实验步骤如图所示。

问题讨论：

（1）I中，甲瓶内所盛试剂是____溶液。乙瓶内发生反应的离子方程式为____。

（2）II中，乙瓶加入H₂O₂溶液时反应的离子方程式为_____________________。

（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为_______________________。

（4）III的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有____________________________________________。

（5）III的步骤④中，表示滴定已达终点的现象是                       

（6）Ⅲ的步骤④进行了三次平行实验，测得消耗KMnO₄溶液体积分别为24.98mL、24.80mL、25.02mL（KMnO₄被还原为Mn²⁺）。根据上述数据，可计算出该黄铁矿样品铁元素的质量分数为                                 。

Answer

（1）氢氧化钠（或氢氧化钾）（2分）   SO2+2OH—=SO32—+H2O；（2SO32—+O2=2SO42—未写不扣分）（2分）

（2）SO32—+H2O2=SO42—+H2O  （2分）

（3）（2分）

（4）250ml容量瓶（2分）

（5）最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色。（2分）

（6）或或其它合理答案（2分）

【解析】

试题分析：（1）为防止SO2进入到甲装置中，可用氢氧化钠（或氢氧化钾）吸收，乙瓶中的氢氧化钠吸收硬质玻璃管中产生的二氧化硫，发生反应的离子方程式为：SO2+2OH—=SO32—+H2O，由于锥形瓶中也存在着未完全反应的氧气，故也发生2SO32—+O2=2SO42—（2）II中，乙瓶加入H2O2溶液时反应的离子方程式为SO32—+H2O2=SO42—+H2O ；（3）乙瓶中的溶液产生SO42—，SO42—与加入的氯化钡中的Ba2+沉淀相结合发生沉淀反应：SO42—+Ba2+=BaSO4↓，即固体m2g为BaSO4，结合题意列关系式如下：

FeS2—2SO42——2BaSO4

1mol          2mol

由此可知，硫元素在FeS2中的物质的量为，则其质量为：，所以该黄铁矿中硫元素的质量分数为

×﹪；（4）应为250ml容量瓶；（5）因为未加入KMnO4溶液之前，溶液中含有Fe2+，溶液为浅绿色，

当加入最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色，则证明到达滴定终点。

（6）发生反应的化学方程式为5Fe2++8H++MnO4-=Mn2++5Fe3++4H2O,然后根据5Fe2+—MnO4-列关系式可求得

该黄铁矿样品铁元素的质量分数为或

考点：考查物质的分离与提纯，化学实验基本操作、氧还原反应、离子方程式的书写、氧化还原反应滴定原理

与计算。