Question

（B）煤中的硫包括有机硫、硫化物、硫酸盐等，艾士卡法是煤中全硫测定的仲裁法．煤与艾士卡混合试剂（轻质氧化镁和无水碳酸钠以质量比2：1的混合物）混匀混合，在高温、通风条件下缓慢燃烧，使煤中各种形态的硫通过反应，转化成可溶性硫酸盐．相关反应有：
煤+O₂→CO₂↑+H₂O↑+N₂↑+SO₂↑+SO₃；   MgO+2SO₂+O₂=2MgSO₄；     MgO+SO₃=MgSO₄；
2Na₂CO₃+2SO₂+O₂=2Na₂SO₄+2CO₂↑； Na₂CO₃+SO₃=Na₂SO₄+CO₂↑
沉淀反应：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓
测定步骤
①称取干燥煤样1g和2g艾士卡试剂放入30ml瓷坩埚（空坩埚质量为m₁g）内，用玻璃棒仔细混匀，再加1g艾士卡试剂覆盖在混合物上面．
②将坩埚移入高温炉中，从室温逐渐升温至800～850℃，并在此温度下保持1.5h．
③将坩埚取出放冷，然后将烧结物转到400ml烧杯中，用热水仔细冲洗坩埚内壁．
④过滤，热水冲洗烧杯3次，然后将残渣移入滤纸中，用热水洗涤残渣，滤液总体积约为250～300ml．
⑤向滤液中加2滴指示剂，加入盐酸至过量．将溶液加热至沸，在不断搅拌下滴加氯化钡溶液，再用定量滤纸过滤，并用热水将沉淀洗涤至干净．
⑥将带沉淀的滤纸移入已恒量的瓷坩埚中先进行灰化处理，然后在800～850℃的高温炉中灼烧30min，取出冷却，称量坩埚与固体总质量为m₂g．
试回答下列问题
（1）煤直接作燃料燃烧，所引发的主要环境问题是：

 

．
（2）为什么要再用此艾士卡试剂覆盖混合物上面

 

．
（3）步骤⑤中如何证明滤渣已洗涤干净

 

．
（4）步骤⑥中为什么可将滤纸及滤渣同时进行灰化处理：

 

．
（5）根据上述实验操作，本次实验测得煤中硫的质量分数为：

 

．
（6）下列过程能使实验结果中，硫的质量分数偏低的是：

 

．
a．煤样不干燥
b．步骤③中煤样未完全烧透
c．步骤④中没有用热水洗涤残渣
d．步骤⑥中高温灼烧时间太短，只进行了5分钟．

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）煤中含有硫元素的物质主要是有机硫和无机硫两大类，燃烧会生成二氧化硫气体排放到空气中会形成酸雨；
（2）加1g艾士卡试剂覆盖在混合物上面充分吸收生成的硫的氧化物；
（3）取最后一次洗涤液加入硝酸银检验是否含有氯离子设计检验；
（4）滤纸灰化后留下的灰在高温炉中灼烧后，最终全部转变为气体；
（5）称取干燥煤样1g和2g艾士卡试剂放入30ml瓷坩埚（空坩埚质量为m₁g）内，得到坩埚与固体总质量为m₂g为硫酸钡沉淀和坩埚的质量，结合硫与守恒计算；
（6）a．煤样不干燥，称量样品质量增大，过程中水变化为气体，测定结果会减小；
b．步骤③中煤样未完全烧透，硫元素未全部反应，称量得到最后沉淀质量减小；
c．步骤④中没有用热水洗涤残渣，会造成最后得到固体质量减小，硫元素减小；
d．步骤⑥中高温灼烧时间太短，只进行了5分钟，滤纸未完全气化，造成沉淀质量增大．

解答： 解：（1）煤中含有硫元素的物质主要是有机硫和无机硫两大类，燃烧会生成二氧化硫气体排放到空气中会形成酸雨污染环境，煤直接作燃料燃烧，所引发的主要环境问题是酸雨，
故答案为：酸雨；
（2）煤与艾士卡混合试剂（轻质氧化镁和无水碳酸钠以质量比2：1的混合物）混匀混合，在高温、通风条件下缓慢燃烧，使煤中各种形态的硫通过反应，转化成可溶性硫酸盐，加1g艾士卡试剂覆盖在混合物上面充分吸收生成的硫的氧化物，减少实验误差，
故答案为：保证逸出的硫的氧化物全部被艾士卡试剂吸收，减少实验误差；
（3）取最后一次洗涤液加入硝酸银检验是否含有氯离子设计检验，取最后一次洗涤液少许，加入几滴硝酸银溶液，不产生白色沉淀，
故答案为：取最后一次洗涤液少许，加入几滴硝酸银溶液，不产生白色沉淀；
（4）滤纸灰化后留下的灰在高温炉中灼烧后，最终全部转变为气体，对固体质量称量无影响，不会产生误差，坩埚中剩余的质量即可认为是硫酸钡的质量，
故答案为：滤纸灰化后留下的灰在高温炉中灼烧后，最终全部转变为气体，不影响实验结果，坩埚中剩余的质量即可认为是硫酸钡的质量；
（5）称取干燥煤样1g和2g艾士卡试剂放入30ml瓷坩埚（空坩埚质量为m₁g）内，得到坩埚与固体总质量为m₂g为硫酸钡沉淀和坩埚的质量，结合硫与守恒计算，硫酸钡质量=（m₂-m₁）g，则样品煤中硫元素质量分数=

m2-m1 233 mol×32g/mol

1g

×100%=

32(m2-m1)

233

×100%；
故答案为：=

32(m2-m1)

233

×100%；
（6）a．煤样不干燥，称量样品质量增大，过程中水变化为气体，测定结果会减小，故a符合；
b．步骤③中煤样未完全烧透，硫元素未全部反应，称量得到最后沉淀质量减小，故b符合；
c．步骤④中没有用热水洗涤残渣，会造成最后得到固体质量减小，硫元素减小，故c符合；
d．步骤⑥中高温灼烧时间太短，只进行了5分钟，滤纸未完全气化，造成沉淀质量增大，故d不符合；
故答案为：abc．

点评：本题考查了物质存在的分析判断，物质除杂实验 方法的分析判断，本质理解应用，掌握物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．