题目内容

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）
（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）

试题分析：（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%
练习册系列答案
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已知氢氧化镁难溶于水，硫酸钡既不溶于酸也不溶于水，碳酸钡可溶于盐酸不溶于水．现有主要含有硫酸钠、氯化镁和泥沙等杂质的粗食盐，请设计实验方案，由粗食盐提纯氯化钠．
实验仪器：______
实验步骤：______．
有A、B、C、D、E五瓶透明溶液，分别是HCl、BaCl2、NaHSO4、Na2CO3、AgNO3中的一种．已知：①A与B反应有气体生成；②B与C反应有沉淀生成；③C与D反应有沉淀生成；④D与E反应有沉淀生成；⑤A与E反应有气体生成；⑥在②和③的反应中生成的沉淀是同一种物质．请填空：
（1）在②和③的反应中，生成的沉淀物质的化学式是______．
（2）A是______，B是______，C是______，D是______，E是______．
（3）A与E反应的离子方程式是______．
（12分）
碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
（1）采用装置A，在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。

①气体a的成分是____________________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS+5 O2高温1____+3_____。
（2）将气体a通入测硫酸装置中（如右图），采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：_________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：_________________。
（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。


①气体a通过B和C的目的是_____________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是__________________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学校学习小组进行以下探究实验：
[一]（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷的热的浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                   ；
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，应选用       
（选填序号）
a.KSCN溶液和氯水　　.b铁.粉和KSCN溶液　　　c.浓氨水　　d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g由于此推知气体Y中SO2的体积分数为             ；
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体，为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）
（3）装置B中试剂的作用是                ；
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是             ；（用化学方程式表示）
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于           （选填序号）
a.A之前　　　　b.A-B间　　　　c.B-C间　　　　d.C-D间
（6）如果气体Y中含有H2，预计实验的现象应是              ；
（7）若要测定限定体积气体Y中H2含量（标准状况下约有28ml　H2），除用测量H2体积方法外，否选用质量称量方法？做出判断并说明理由               。
对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

①定性分析：如图甲可通过观察_________________________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_________________________。
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________________。
下列各项实验操作正确的是（　　）
A．使C2H5Br和NaOH溶液混合后水解，取上层清液，滴加AgNO3溶液检验溴元素
B．为增强高锰酸钾溶液的氧化性，可用盐酸将高锰酸钾溶液酸化
C．将苯与溴水混合后，再加铁粉，即可制得溴苯
D．在测定盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热时，氢氧化钠溶液应过量
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验
序号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol·L-1
V(H2SO4)
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/S
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0. 8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
20
44
40
分析上述数据，回答下列问题：
(1) 实验4和5表明_________对反应速率有影响；________，反应速率越快，能表明这一规律另一组实验是___________（填实验序号）。
(2) 在前4次实验中，能表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________（填实验序号）。
(3) 本实验中影响反应速率的其他因素还有_________，其实验序号是_____。
(4) 实验中，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：
_________________________________________________________。
一般的易拉罐主要为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。本次实验选取可口可乐公司生产的雪碧汽水易拉罐作为探究的对象。
提出假设：易拉罐的主要成分是铝和铁。
探究过程及现象：
1．配制6 mol/L氢氧化钠溶液和6 mol/L的盐酸。
2．将易拉罐剪开，用砂纸打磨使表面油漆和氧化膜去掉，再剪取一小块进行实验。
实验一：用胶头滴管向装有铝合金的大试管中加入足量的氢氧化钠溶液，可以看到有气泡生成，反应一段时间后，溶液中还有不溶物。
实验二：用滴管继续向实验一的试管中逐滴加入6 mol/L的盐酸至足量，静置24小时。
按实验顺序，该同学记录的现象如下：①开始没有明显现象；②有白色絮状沉淀生成；③白色沉淀消失；④原溶液中不溶物完全溶解，此时溶液呈浅绿色；⑤静置24小时后，溶液呈棕黄色。
实验三：再向该试管中加入一定量的氢氧化钠溶液，最终只得到红棕色沉淀。
请回答下列问题：
（1）实验一反应的化学方程式__________________________________________。
（2）实验二所得溶液为什么静置24小时后由浅绿色变为棕黄色
_______________________________________________________________________。
（3）写出实验二中产生①、②现象的反应离子方程式：__________________________，
____________________________________。
（4）由此可知该假设_____________(填“成立”，“不成立”或“无法确定”)。

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