Question

黄铁矿石是制取硫酸的主要原料，主要成分为FeS₂和少量FeS(假设其它杂质中不含铁、硫元素，且高温下不发生化学变化)。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=2Fe₂O₃+8SO₂，4FeS+7O₂=2Fe₂O₃+4SO₂

(1)鼓人空气的作用是___________，锥形瓶乙中NaOH溶液的作用是___________。

（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：

(2)反应结束后，给乙瓶溶液中加入足量H₂O₂溶液的目的是___________(用化学方程式表示)。

(3)洗涤滤渣的方法是______________________。

(4)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

①用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣；②加还原剂使溶液中的Fe³⁺恰好完全转化为Fe²⁺后，过滤、洗涤；③将滤液稀释至250mL；④取25.00mL稀释液，用0.1000mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定实验，平均消耗酸性KMnO₄溶液25.00mL。

(5)操作②中用铁粉作还原剂，测定铁的含量___________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)，操作④中滴定时酸性KMnO₄溶液盛装在___________填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)，③中稀释液中Fe²⁺的物质的量浓度c(Fe²⁺)=___________。

Answer

提供反应物O2，排尽生成的SO2，使之完全被乙瓶溶液吸收 吸收反应生成的SO2 Na2SO3+H2O2==Na2SO4+H2O (沿玻璃棒）向过滤器中加蒸馏水至浸没固体，（静置）待水自然全部流下，重复操作2~3次。 偏高 酸式滴定管 0.5000 mol·L-1

【解析】

根据方程式计算计算质量分数；根据流程图及反应原理分析流程中操作的目的和方法；根据滴定原理计算溶液的浓度。

(1)反应中有氧气参加，同时空气可以将生成物带出；产物二氧化硫有毒，用氢氧化钠吸收，

故答案为提供反应物O2，排尽生成的SO2，使之完全被乙瓶溶液吸收；吸收反应生成的SO2；

(2)H2O2有氧化性，可以氧化亚硫酸钠： Na2SO3+H2O2==Na2SO4+H2O，

故答案为 Na2SO3+H2O2==Na2SO4+H2O；

(3)洗涤滤渣的方法是 (沿玻璃棒）向过滤器中加蒸馏水至浸没固体，（静置）待水自然全部流下，重复操作2~3次，

故答案为 (沿玻璃棒）向过滤器中加蒸馏水至浸没固体，（静置）待水自然全部流下，重复操作2~3次；

(4) S ~ BaSO4

32g 233g

m m2g

则黄铁矿石中硫元素的质量分数为

故答案为

(5)①使用铁粉作还原剂，使得铁的含量偏高；因为高锰酸钾溶液有强腐蚀性，所以操作④中滴定时酸性KMnO4溶液盛装在酸式滴定管；

5Fe2+ ~ KMnO4

n(Fe2+)=5n( KMnO4)=5×0.1000mol·L－1×25.00mL=0.0125mol，则c(Fe2+)=0.0125mol/25mL= 0.5000 mol·L-1，

故答案为偏高；酸式滴定管； 0.5000 mol·L-1。