问题 实验题

在高温时硫铁矿(主要成分FeS2)和氧气反应生成三氧化二铁和二氧化硫(假设硫铁矿中的杂质不参与化学反应)。某化学研究学习小组对硫铁矿样品进行如下实验探究:

【实验一】测定硫元素的含量

I.实验装置如下图所示(夹持和加热装置已省略)。A中的试剂是双氧水,将m·g该硫铁矿样品放人硬质玻璃管D中。从A向B中逐滴滴加液体,使气体发生装置不断地缓缓产生气体,高温灼烧硬质玻璃管D中的硫铁矿样品至反应完全。

II.反应结束后,将E瓶中的溶液进行如下处理:

【实验二】测定铁元素的含量

III.测定铁元素含量的实验步骤如下:

①用足量稀硫酸溶解已冷却的硬质玻璃管D中的固体,过滤,得到滤液A;

②在滤液A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+,过滤,得到滤液B;

③将滤液B稀释为250 mL;

④取稀释液25.00 mL,用浓度为c mol/L的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所需KMnO4溶液体

积的平均值为V mL。

请根据以上实验,回答下列问题:

(1)I中装置C中盛装的试剂是_          ;E瓶的作用是_          

(2)11中加入过量H2O2溶液发生反应的离子方程式为____。

(3)111的步骤③中,将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,

还必须要用到的是_          ;④中盛装KMnO3溶液的仪器是_          

(4)假设在整个实验过程中硫元素和铁元素都没有损失,则该硫铁矿样品中硫元素的质量分数为_          。(用含m1和m2的代数式表示);铁元素的质量分数为____。(用含m1、c、v的代数式表示)

答案

(14分)(1)浓硫酸(1分);吸收二氧化硫(2分)(2)H2O2+SO32=SO42+H2O(3分)

(3)250ml容量瓶(2分);酸式滴定管(2分)

(4)×100%(2分);×100%(2分)

题目分析:(1)A中盛有双氧水,说明该装置是制备氧气的。由于氧气中含有水蒸气,所以C中盛装的试剂是浓硫酸,用来干燥氧气;硫铁矿样品和氧气在高温下反应生成SO2,所以E中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫。

(2)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠,所以11中加入过量H2O2的目的是氧化亚硫酸钠,生成硫酸钠。因此溶液中发生反应的离子方程式为H2O2+SO32=SO42+H2O.

(3)111的步骤③中,将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,

还必须要用到的是250mL容量瓶;④中取稀释液25.00ml,溶液是酸性溶液,体积数据要求到小数点后两位,需用的仪器是酸式滴定管,所以④中盛装KMnO3溶液的仪器是酸式滴定管。

(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,则

S——BaSO4

32g   233g

x    m2g

解得x=g

所以质量分数=×100%

高锰酸钾的还原产物是Mn2,在反应中得到7-2=5个电子。而Fe2在反应中失去1个电子,所以根据电子的得失守恒可知,在25.00ml溶液中亚铁离子的物质的量是cmol/L×0.001VL×5=0.005cVmol,所以铁元素的质量分数=×100%=×100%

单项选择题
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