问题 实验题

(14分)某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,进行以下实验,并测定该样品中FeS2样品的纯度(假设其它杂质不参与反应)。

实验步骤:称取研细的样品4.000g放入上图b装置中,然后在空气中进行煅烧。为测定未反应高锰酸钾的量(假设其溶液体积保持不变),实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里,用0.1000mol/L草酸(H2C2O4)标准溶液进行滴定。

(已知:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ="=" K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

请回答下列问题:

(1)称量样品质量能否用托盘天平      (填“能”或“不能”);

(2)装置a的作用是                      

(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是        ;

(4)滴定时,发生反应的离子方程式为                        ,已知滴定管初读数为0.10mL,末读数如上图所示,消耗草酸溶液的体积为   mL;

(5)该样品中FeS2的纯度为                   

(6)若用下图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是     。(填编号)

答案

(14分)(1)不能(1分)

(2)干燥空气(或干燥或除去水蒸气均可),观察气体流速(2分,各1分。)

(3)促进装置中的二氧化硫气体全部吸收   (2分,意思对即可给分) 

(4)2MnO4+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O (2分,没配平扣1分,气体符号不写不扣分,写化学方程式不给分)       15.00 (2分)    

(5) 90% (3分,写成0.9或90.00%也可以,有效数字不考虑) 

(6)  ②   (2分,多选不给分)

(1)由于托盘天平只能准确到0.1g,而实验中需要称量样品4.000g,实验托盘天平达不到。

(2)由于空气中含有水蒸气,实验需要干燥空气。另一方面也可以通过观察气体流速来控制反应。

(3)由于装置中会残留SO2,所以通过空气可以促进装置中的二氧化硫气体全部吸收。

(4)酸性高锰酸钾溶液能把草酸氧化生成CO2气体,方程式为2MnO4+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。根据滴定管中的液面可知,终点时读数是15.10ml,所以消耗草酸溶液是15.10mol-0.10ml=15.00ml。

(5)剩余高锰酸钾的物质的量是0.1000mol/L×0.01500L×0.4×10=0.006mol,所以和SO2反应的高锰酸钾是0.03mol-0.006mol=0.024mol,则SO2是0.024mol ×2.5=0.06mol,所以FeS2的物质的量是0.03mol,质量是0.03mol×120g/mol=3.6g,起纯度3.6÷4×100%=90%。

(6)①③均不能吸收SO2,硝酸钡和SO2反应生成硫酸钡沉淀,据此可以计算出SO2的物质的量,答案选②。

单项选择题
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