Question

工业上可用下列装置来测定黄铁矿中硫的质量分数（忽略SO₂、H₂SO₃与氧气的反应）
实验的正确操作步骤如下：
A．连接好装置，并检查装置的气密性
B．称取研细的黄铁矿样品
C．将2.0g样品小心地放入硬质玻璃管中
D．以1L/min的速率鼓入空气
E．将硬质玻璃管中的黄硫铁矿样品加热到800℃～850℃
F．用300mL的饱和碘水吸收SO₂，发生的反应是：I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄
G．吸收液用CCl₄萃取，分液
H．取20.00mL吸收液，用标准0.2000mol?L^-1的NaOH溶液滴定．
试回答：
（1）已知：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂如12gFeS₂完全燃烧放热85.3kJ，则FeS₂燃烧热的热化学方程式是

 

．
（2）步骤G中所用主要仪器是

 

，应取

 

（填“上”或“下”）层溶液进行后续实验．
（3）装置①的作用是

 

．
（4）步骤H中滴定时应选用

 

作指示剂
（5）假定黄硫铁矿中的硫在操作E中已全部转化为SO₂，并且被饱和碘水完全吸收．滴定得到的数据如表所示：

滴定次数	待测液体的体积/mL	标准碱溶液的体积/mL
		滴定前	滴定后
第一次	20.00mL	0.00	20.58
第二次	20.00mL	0.22	20.20
第三次	20.00mL	0.36	20.38

则硫铁矿样品中硫元素的质量分数为

 

（保留小数点后1位）
（6）也有人提出用“沉淀质量法”测定黄铁矿中含硫质量分数，若用这种方法测定，最好是在装置⑤所得吸收液中加入下列哪种试剂

 

．
A．硝酸银溶液    B．氯化钡溶液     C．澄清石灰水      D．酸性高锰酸钾溶液．

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）根据12gFeS₂完全燃烧放热85.3kJ，则1molFeS₂（120g）完全燃烧放热853kJ，结合燃烧热的定义书写；
（2）萃取、分液的主要仪器为分液漏斗，根据滴定生成的酸在水溶液中，所以需要取上层水溶液；
（3）装置①装有酸性高锰酸钾溶液，具有强氧化性，可氧化除去空气中的还原性气体，提高实验的准确率；
（4）根据题意，用氢氧化钠滴定混合强酸溶液，所以常用的指示剂为酚酞；
（5）对于多次测量数据一般要求平均值进行数据处理，由于第一次所消耗标准液的体积与后两次相关较大，为减小误差，只求后两次标准液的体积的平均值：20.00ml，根据反应4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，H⁺+OH^-═H₂O，得关系式S～SO₂～4H⁺～4OH^-，所以样品中硫元素的质量为：

0.020×0.20

4

mol×32g/mol×

300ml

20ml

=0.48g，所以样品中硫元素的质量分数为

0.48

2.0

×100%=24.0%；
（6）装置⑤所得溶液为HI、H₂SO₄的混合溶液，为测得硫的质量分数，最好选用能与SO₄^2-反应生成不溶于酸性溶液的沉淀；

解答： 解：（1）12gFeS₂完全燃烧放热85.3kJ，则根据燃烧热概念，1molFeS₂（120g）完全燃烧放热853kJ，故FeS₂燃烧热的热化学方程式是FeS₂（S）+

11

4

O₂ =

1

2

Fe₂O₃（S）+2SO₂（g）△H=-853KJ/mol，故答案为：FeS₂（S）+

11

4

O₂ =

1

2

Fe₂O₃（S）+2SO₂（g）△H=-853KJ/mol；
（2）萃取、分液的主要仪器为分液漏斗，因为CCl₄密度大于水，所以萃取碘后，有机层在下层，水溶液为上层，则后续滴定生成的酸在水溶液中，所以需要取上层水溶液，故答案为：分液漏斗；上；
（3）装置①装有酸性高锰酸钾溶液，具有强氧化性，可氧化除去空气中的还原性气体，提高实验的准确率，故答案为：除去空气中的还原性气体，提高实验的准确率；
（4）根据题意，用氢氧化钠滴定混合强酸溶液，所以常用的指示剂为酚酞，故答案为：酚酞；
（5）对于多次测量数据一般要求平均值进行数据处理，由于第一次所消耗标准液的体积与后两次相关较大，为减小误差，只求后两次标准液的体积的平均值：20.00ml，根据反应4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，H⁺+OH^-═H₂O，得关系式S～SO₂～4H⁺～4OH^-，所以样品中硫元素的质量为：

0.020×0.20

4

mol×32g/mol×

300ml

20ml

=0.48g，所以样品中硫元素的质量分数为

0.48

2.0

×100%=24.0%，故答案为：24.0%；
（6）装置⑤所得溶液为HI、H₂SO₄的混合溶液，为测得硫的质量分数，最好选用能与SO₄^2-反应生成不溶于酸性溶液的沉淀，即氯化钡符合题意，故选：B；

点评：本题考查了利用二氧化硫的性质测定黄铁矿中硫的质量分数，涉及热化学方程式的书写、滴定实验指示剂的选择以及计算等，考查知识点较多，难度中等．