问题 实验题

(16分)

黄铁矿在高温时和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫(假设矿石中的杂质不参与化学反应)。某化学学习小组对黄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(夹持和加热装置省略)。A中的试剂是双氧水,将m1g该黄铁矿样品放入硬质玻璃管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中的黄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 用足量稀硫酸溶解硬质玻璃管D中的固体残渣;

② 加还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+后,过滤、洗涤;

③ 将滤液稀释至250 ml;

④ 每次取稀释液25.00 ml,用已知物质的量浓度为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。

请回答下列问题:

(1)仪器B中发生反应的化学方程式是;仪器C中装入的试剂是。E瓶的作用是。

(2)II中加入H2O2发生反应的离子方程式。

(3)III的步骤③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须要有;④中取稀释液25.00 ml需用的仪器是。

(4)假设在整个实验过程中硫元素和铁元素没有损失,则该黄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);该黄铁矿中铁元素的质量分数为。(用含m1、c、V的代数式表示)

答案

(1)黄铁矿在高温时和氧气反应,所以A的作用是提供反应所需要的氧气,用过氧化氢制取氧气的方程式为;仪器C之后,气体进入了加热装置所以C装置的作用是干燥气体,所以C中放的是浓硫酸;由于反应中由二氧化硫产生所以E瓶的作用是吸收反应生成的二氧化硫,使其全部转化为亚硫酸根离子,有利于根据亚硫酸根离子的量计算样品中硫元素的质量。

(2)向亚硫酸钠溶液中加入H2O2发生反应的离子方程式为:

(3)步骤③是一个稀释溶液的题,并且要求稀释到一定的体积,所以需要的仪器除玻璃棒烧杯外还需要胶头滴管,250ML容量瓶。酸性KMnO4溶液具有强氧化性所以在吸取25.00 ml酸性KMnO4溶液时必须要用酸式滴定。

(4)硫元素质量分数:m2固体为硫酸钡固体,可以计算出其物质的量为,根据硫守恒可以算出硫元素质量为:所以样品中硫元素的质量分数为% ,铁元素的质量分数:酸性高锰酸钾与亚铁离子反应的方程式为 滴定消耗的高锰酸钾 ,根据方程式可以计算出25ML稀释液中亚铁离子的物质的量为,所以250 ML溶液中共有亚铁离子的物质的量为 ,据此可得出原样品中铁元素的质量为 样品中铁元素的质量分数为

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