Question

【题目】黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其它杂质中不含铁、硫元素，且高温下不发生化学变化)，它是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m1g该黄铁矿石的样品放入如图装置(夹持和加热装置略)的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。其反应的化学方程式为4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2

（实验一）测定硫元素的含量

反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

(1)鼓入空气的作用是_____________________。

(2)反应结束后，给乙瓶溶液中加入足量H2O2溶液的目的是___________(用化学方程式表示)。H2O2可以看成是一种很弱的酸，写出其主要的电离方程式为____________________。

(3)该黄铁砂石中硫元素的质量分数为____________________(列出表达式即可)。

（实验二）测定铁元素的含量

①用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣②加还原剂使溶液中的Fe3+恰好完全转化为Fe2+后，过滤、洗涤 ③将过滤液稀释至250mL

④取25.00mL稀释液，用0.100mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定

(4)步骤②中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量__________(填“偏大”“ 偏小” 或“无影响”)。

(5)请写出步骤②中洗涤的方法____________________。

(6)某同学一共进行了四次滴定实验，实验结果记录如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次
消耗KMnO4溶液体积/ml	25.00	25.03	20.00	24.97

根据所给数据，计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度c(Fe2+)=__________。

Answer 1

【答案】 提供反应物O2，排尽生成的SO2，使之完全被乙瓶溶液吸收 Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O H2O2H++HO2- ×100% (或×100%等其他合理答案) 偏大 (沿玻璃棒)向过滤器中加入蒸馏水至浸没固体。(静置)待水自然全部留下，重复操作2～3次 0.5000mol·L-1

【解析】（1）鼓入空气的作用显然是提供氧气，并且将生成的SO2完全吹出，使之完全被乙中的氢氧化钠吸收；（2）为减少实验误差，最后使SO32－完全转化成SO42－，从而生成硫酸钡沉淀，双氧水足量时才能将亚硫酸根离子完全转化，反应为Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O；H2O2是弱酸，电离方程式是H2O2H＋+HO2－；（3）亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀硫酸钡，n（BaSO4）=m2g/223g·mol－1=m2/233mol，根据S原子守恒得n（S）=n（BaSO4）=m2/233mol，S元素质量分数= = ；（4）步骤②中,若用铁粉作还原剂,铁和铁离子反应生成的亚铁离子物质的量增大，用高锰酸钾物质的量增大，测定结果偏大；（5）请写出步骤②中洗涤的方法：(沿玻璃棒)向过滤器中加蒸馏水至浸没固体，（静置）待水自然全部流下，重复操作2～3次；（6）依据实验流程，Fe2＋被高锰酸钾溶液滴定发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液平均消耗体积= mL=25.00mL（其中20.00ml的数值与其他数据相差较大，舍去）；设亚铁离子物质的量为x，依据方程式得到：

5 Fe2＋+MnO4－+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O

5 1

x 0.1mol·L－1×0.025L

x=0.0125mol；

c（Fe2＋）=0.0125mol/0.025L=0.5000mol·L－1。