Question

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m ₁ g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+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂ 4FeS+7O₂2Fe₂O₃+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）鼓入空气的作用是__________________________________________。

（2）反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H₂O₂溶液的目的是_______________（用化学方程式表示）。

H₂O₂可以看作是一种很弱的酸，写出其电离方程式：                         。

（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为__________（列出表达式即可）。

【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）某同学一共进行了四次滴定实验，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次	第四次
消耗KMnO4溶液体积/mL	25.00	25.03	20.00	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⁺) ＝___________。

Answer

（14分）(1) 提供反应物O2，排出装置中生成的SO2使之完全被乙吸收（2分）

（2）Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O（2分） H2O2H++HO2-（2分）

（3）或（2分）；（4）偏大（2分）

（5）250mL容量瓶（2分）；（6）0.5000mol/L （2分）。

【解析】试题分析：（1）鼓入空气的作用是提供反应物O2，排出装置中生成的SO2使之完全被乙吸收；（2）SO2与NaOH发生反应产生Na2SO3, Na2SO3有还原性，容易被氧化剂氧化为Na2SO4。反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是将Na2SO3氧化为Na2SO4。反应的方程式是：Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O；H2O2可以看作是一种很弱的酸，其电离方程式是H2O2H++HO2-；（3）根据题意可知：n(S)=(m2÷233g/mol)=m2/233mol;则该黄铁矿石中硫元素的质量分数为[(m2/233mol×32g/mol)÷m1] ×100%=。（4）②中，若用铁粉作还原剂，则溶液中的Fe2+的物质的量增大，消耗的KMnO4溶液的体积偏多，故使所测得的铁元素的含量偏大；（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有250ml的容量瓶；（6）分析表格数据可知低三次实验消耗KMnO4溶液体积误差偏大，应该舍去，则KMnO4溶液的体积平均是（25.00+25.03+24.97）ml÷3=25.00ml。n(KMnO4)=" 0.1" 000mol/L×0.025L=0.0025mol。根据反应方程式：5Fe2++ 8H++MnO4—=5Fe3++Mn2++4H2O可知n(Fe2+)=5n(MnO4—)=0.0125mol；则c(Fe2+)= n(Fe2+)÷V=0.0125mol÷0.025ml=0.5000mol/L。

考点：考查化学实验操作的目的、滴定方法计算物质的纯度、化学方程式和离子方程式的书写的知识。