Question

【题目】中国是钢铁生产大国，也是铁矿石消费大国。某铁矿石主要成分为和，实验室为测定和的物质的量比，利用下图所示装置进行实验。

实验步骤如下：

Ⅰ.按图示连接仪器，检查装置气密性后加入药品；

Ⅱ.打开、，通入一段时间氮气，关闭、，取下干燥管称量其质量（）后再连接好装置；

Ⅲ.打开和分液漏斗活塞，向三颈烧瓶中慢慢滴加足量已经除去的稀硫酸（其它杂质与稀硫酸不反应，且无还原性物质），待反应完成后，打开通入一段时间氮气；

Ⅳ.关闭、，取下三颈烧瓶过滤、洗涤，将滤液与洗涤液合并成100mL溶液备用；

Ⅴ.取下上述步骤ⅱ中的干燥管并称量其质量（）；

Ⅵ.取配制好的滤液25mL于锥形瓶中，用溶液滴定。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅱ中需要称重的干燥管是_________（填“E”或“F”）。

（2）实验过程中发现B中有黑色沉淀生成，写出装置A中与稀硫酸反应的化学方程式__________________。

（3）C装置的作用是_________；若撤去装置F，则测得的的含量会_________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（4）下列关于步骤Ⅳ的叙述正确的是_________（填标号）。

A.滤渣中含有还原产物单质硫

B.过滤过程中玻璃棒起到引流和搅拌的作用

C.过滤操作要迅速，否则会使测得的的含量偏低

D.检验沉淀是否洗涤干净，可向滤液中加入氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成

（5）步骤Ⅵ中发生反应的离子方程式为_________，到达滴定终点的现象是_________。

（6）若上述实验中，步骤Ⅵ消耗溶液45mL，则该矿石样品中_________。

Answer 1

【答案】E 除去并检验是否除尽 偏大 C 滴入最后一滴溶液，溶液变为紫红色且半分钟不褪去

【解析】

根据题干信息可知，A装置中发生反应FeS2+H2SO4===FeSO4+S+H2S，FeCO3+H2SO4===FeSO4+CO2↑+H2O，B装置为检验H2S的装置，C装置可除去H2S并检验H2S是否除尽，D装置盛有浓硫酸可除去水蒸气，E装置吸收CO2并测定其质量，F装置可吸收空气中的CO2和H2O，防止进入E装置中影响实验结果，据此分析解答问题。

(1)由上述分析可知，装置E吸收CO2并测定其质量，故步骤Ⅱ中需要称重的干燥管是E，故答案为：E；

(2)B装置为检验H2S的装置，B中有黑色的CuS沉淀生成，则A中FeS2与稀硫酸的反应方程式为FeS2+H2SO4===FeSO4+S+H2S，故答案为：FeS2+H2SO4===FeSO4+S+H2S；

(3)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可除去H2S并检验H2S是否除尽，F装置可吸收空气中的CO2和H2O，若撤去装置F，E装置所测得的CO2的质量将会偏大，使得最终FeCO3的含量偏大，故答案为：除去H2S并检验H2S是否除尽；偏大；

(4)A．反应FeS2+H2SO4===FeSO4+S+H2S中FeS2中的S化合价由-1升高至0价，S为氧化产物，故滤渣中含有氧化产物S，A选项错误；

B．过滤过程中玻璃棒的作用是引流，B选项错误；

C．过滤操作要迅速，否则FeSO4被空气中的氧气氧化，Fe2+含量偏低，消耗的KMnO4溶液体积偏小，从而Fe2+总量偏小，FeCO3的量不变，则测得的FeS2含量偏低，C选项正确；

D．检验沉淀是否洗涤干净，应取最后一次洗涤液，向其中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成，若有，则未洗涤干净，反之则洗涤干净，D选项错误；

故答案为：C；

(5)步骤Ⅵ中，Fe2+与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Mn2+和Fe3+，反应得离子方程式为5Fe2++MnO4-===Mn2++5Fe3++4H2O，反应终点的现象是最后一滴KMnO4溶液滴下时，溶液变为紫红色且半分钟不褪去，故答案为：滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液变为紫红色且半分钟不褪去；5Fe2++MnO4-===Mn2++5Fe3++4H2O；

(6)m1-m2=2.2g，即CO2的质量为2.2g，物质的量为0.05mol，则FeCO3的物质的量为0.05mol，由方程式5Fe2++MnO4-===Mn2++5Fe3++4H2O可知，5Fe2+~MnO4-，n(MnO4-)=0.045L×0.1mol/L=0.0045mol，25mL滤液中，n(Fe2+)=5×0.0045mol=0.0225mol，则100mL滤液中n(Fe2+)=4×0.0225mol=0.09mol，因此n(FeS2)=0.09mol-n(FeCO3)=0.04mol，n(FeS2)：n(FeCO3)=0.04：0.05=4：5，故答案为：4：5。