Question

碳、硫的含量影响钢铁性能．碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定．

(1)采用如图装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO₂、SO₂．

①气体a的成分是_____．

②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS+5O₂1_____+3_____．

(2)将气体a通入测硫酸装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量．

①H₂O₂氧化SO₂的化学方程式：_____

②用NaOH溶液滴定生成的H₂SO₄，消耗z mL NaOH溶液．若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：_____．

(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量．

①气体a通过B和C的目的是_____

②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_____．

Answer

CO2、SO2、O2 Fe3O4 SO2 H2O2+SO2=H2SO4 除去SO2对CO2测定的干扰 吸收CO2气体前后吸收瓶的质量

【解析】

(1)①该装置中C、S和氧气反应生成二氧化碳、二氧化硫，还有部分氧气剩余；

②若钢样中S以FeS形式存在，FeS被氧气氧化，Fe元素化合价由+2价变为+3价，-2价的S被氧化为+4价，结合化学计量数知，生成物是二氧化硫和四氧化三铁；

(2)①双氧水具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸；

②若消耗1mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yzg，再根据质量分数公式计算硫的质量分数；

(3)①测定二氧化碳的含量，需要将二氧化硫除去防止造成干扰；

②计算钢样中碳的质量分数，需要测定吸收二氧化碳的质量。

(1)①钢样中的碳、硫在装置A中被氧化为CO2、SO2，故a的成分为CO2、SO2以及未反应的O2；

②FeS中的-2价的硫被氧化为SO2，+2价的Fe被氧化为+3价的铁，结合所给化学计量数，可知产物应为Fe3O4和SO2，故方程式为3FeS+5O2Fe3O4+3SO2；

(2)①H2O2具有氧化性，可氧化SO2使S的化合价升高为+6价，在溶液中反应产物应为硫酸，故反应方程式为：H2O2+SO2=H2SO4；

②1mL NaOH相当于yg S，故z mL NaOH相当于 zy g S，则该样品中硫的质量分数为；

(3)①测定碳的含量需将气体a中的SO2除去，防止造成干扰，B装置可氧化二氧化硫，C装置可以吸收二氧化硫，所以装置B和C的作用是氧化二氧化硫、除去二氧化硫，故装置B和C的作用是除去SO2；

②计算碳的质量分数须利用CO2的质量进行分析，故需测量CO2吸收瓶在吸收CO2气体前后的质量。