Question

【题目】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m1 g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：

【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 1

【答案】 除去空气中的CO2，使乙装置中的溶液只吸收黄铁矿煅烧产生的SO2 使SO32-完全氧化为SO42- H2O2HO2-+H＋ 32m2/233m1×100% 偏大 250mL容量瓶 0.5mol/L

【解析】（1）空气中含有二氧化碳，能和乙中的氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡导致沉淀量增大，从而导致干扰硫元素的测定，所以要把空气中二氧化碳除去，用氢氧化钠或氢氧化钾溶液除去即可，所以甲中盛放的是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；乙中二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，离子方程式为 SO2+2OH-=SO32-+H2O；（2）为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子，加入的双氧水要足量；（3）双氧水的电离方程式为H2O2HO2-+H＋；（4）最终所得沉淀是硫酸钡，根据硫原子守恒得硫的质量，设硫的质量为x，

S～～BaSO4

32g 233g

x m2g

x=32m2/233g，质量分数=32m2/233m1×100%；

（5）铁和铁离子反应生成的亚铁离子物质的量增大，用高锰酸钾物质的量增大，测定结果偏大；（6）步骤③中，一定物质的量浓度溶液的配制中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要250mL容量瓶；（6）根据表中数据可知第三次实验误差大，舍去。滴定过程中高锰酸钾溶液平均消耗体积=(25+25.03+24.97)mL/3=25mL；根据方程式5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知，设亚铁离子物质的量为x，则

X＝0.1mol/L×0.025L×5=0.0125mol；c（Fe2+）=0.0125mol÷0.025L=0.5mol/L。