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的碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定．

（1）采用装置A如图1，在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO₂、SO₂．
①气体a的成分是

 

．
②根据未配平的反应：___+5O₂

高温  .

Fe₃O₄+3SO₂，推测钢样中硫以

 

 形式存在（填写化学式）

 

．将气体a通入测硫装置中（如图2），采用滴定法测定硫的含量．
（2）H₂O₂氧化SO₂的化学方程式：

 

．
（3）用NaOH溶液滴定生成的H2SO₄，消耗zmL 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：

 

．将气体a通入测碳装置中（如图3），采用重量法测定碳的含量．
（4）推测气体a通过B和C的目的可能是

 

．
（5）计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（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游离态是元素以单质的形式存在，化合态是元素在化合物中的形式存在，生成物是二氧化硫和四氧化三铁，根据质量守恒定律结合化学计量数分析解答；
（2）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和水；
（3）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；
（4）测定二氧化碳的含量，需要将二氧化硫除去防止造成干扰；
（5）计算钢样中碳的质量分数，需要测定吸收二氧化碳的质量．

解答： 解：（1）①该装置中C、S在A装置中被氧气反应生成二氧化碳、二氧化硫，还有部分氧气剩余，所以气体a的成分是SO₂、CO₂、O₂，
故答案为：SO₂、CO₂、O₂；
②生成物是二氧化硫和四氧化三铁，结合化学计量数知：反应物为3molFe、3molS，所以反应方程式为3FeS+5O₂ 

高温  .

Fe₃O₄+3SO₂，所以钢样中硫以化合态形式存在，化学式为FeS，
故答案为：化合态；FeS；
（2）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和水，反应方程式为 H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，
故答案为：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄；
（3）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，硫的质量分数为

yzg

xg

=

yz

x

，
故答案为：

yz

x

；
（4）测定二氧化碳的含量，需要将二氧化硫除去防止造成干扰，B装置可吸收二氧化硫，C装置可以验证二氧化硫是否除尽，所以装置B和C的作用是除去二氧化硫，
故答案为：排除二氧化硫对二氧化碳测定的干扰；
（5）计算钢样中碳的质量分数，需要测定吸收二氧化碳的质量，所以需要测定吸收二氧化碳前后吸收瓶的质量，故答案为：二氧化碳前后吸收瓶的质量．

点评：本题考查了C、S含量的测定，涉及氧化还原反应、方程式的配平等知识点，明确实验原理是解本题关键，结合物质的性质来分析解答，题目难度中等．