题目内容
（2011?枣庄模拟）黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS2）进行如下实验探究．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．
Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：
问题讨论：
（1）Ⅰ中，石英管中发生的反应方程式为
（2）Ⅱ中，为判断所加BaCl2是否过量，有同学设计了如下实验方案，其中合理的是
A．取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
B．取少量上层清液，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
C．待浊液澄清后，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
D．待浊液澄清后，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为
×100%
×100%．
[实验二]测定黄铁矿中铁元素的含量
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+完全转化为Fe2+后，过滤、洗涤；
③将滤液稀释至250mL；
④取稀释液25.00mL，用浓度为0.10mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，实验平均消耗KMnO4溶液体积为V mL．
问题讨论：
（4）④中，需要用到的主要仪器有
（5）②中，若选用铁粉作还原剂．你认为合理吗？
（6）黄铁矿中铁元素的质量分数为
%
%．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．
Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：
问题讨论：
（1）Ⅰ中，石英管中发生的反应方程式为
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
| ||
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
．
| ||
（2）Ⅱ中，为判断所加BaCl2是否过量，有同学设计了如下实验方案，其中合理的是
C
C
A．取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
B．取少量上层清液，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
C．待浊液澄清后，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
D．待浊液澄清后，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为
| 32m2 |
| 233m1 |
| 32m2 |
| 233m1 |
[实验二]测定黄铁矿中铁元素的含量
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+完全转化为Fe2+后，过滤、洗涤；
③将滤液稀释至250mL；
④取稀释液25.00mL，用浓度为0.10mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，实验平均消耗KMnO4溶液体积为V mL．
问题讨论：
（4）④中，需要用到的主要仪器有
铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶
铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶
；（5）②中，若选用铁粉作还原剂．你认为合理吗？
不合理
不合理
，理由是用铁作还原剂会增加铁元素的量
用铁作还原剂会增加铁元素的量
．（6）黄铁矿中铁元素的质量分数为
| 28V |
| m1 |
| 28V |
| m1 |
分析：实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫；
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，检验是否含有硫酸根离子，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量；
（3）m2g是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算黄铁矿中硫元素的质量分数；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，根据电子转移守恒可得关系式5Fe2+～MnO4-，据此计算硫铁矿中铁元素的质量，进而计算铁元素的质量分数．
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，检验是否含有硫酸根离子，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量；
（3）m2g是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算黄铁矿中硫元素的质量分数；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，根据电子转移守恒可得关系式5Fe2+～MnO4-，据此计算硫铁矿中铁元素的质量，进而计算铁元素的质量分数．
解答：解：实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫，反应方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2，
故答案为：4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2；
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，判断所加BaCl2是否过量方法是：待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量，
故选C；
（3）m2g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
=
mol，根据硫元素守恒可知黄铁矿中硫元素的质量为
mol×32g/mol=
g，所以硫铁矿中硫元素的质量分数为
×100%=
×100%，故答案为：
×100%；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶，
故答案为：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量，导致测定的硫铁矿中铁元素的质量分数偏高，故不能用铁作还原剂，
故答案为：不合理；用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）令m1g硫铁矿中铁元素的质量为a，硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，则：
5Fe2+～MnO4-
280g 1mol
a 0.001VL×0.1mol/L×
=0.001Vmol
所以a=
×280g/mol=0.28Vg
所以硫铁矿中铁元素的质量分数为
×100%=
%，故答案为：
%．
| ||
故答案为：4FeS2+11O2
| ||
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，判断所加BaCl2是否过量方法是：待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量，
故选C；
（3）m2g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
| m2g |
| 233g/mol |
| m2 |
| 233 |
| m2 |
| 233 |
| 32m2 |
| 233 |
| ||
| m1g |
| 32m2 |
| 233m1 |
| 32m2 |
| 233m1 |
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶，
故答案为：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量，导致测定的硫铁矿中铁元素的质量分数偏高，故不能用铁作还原剂，
故答案为：不合理；用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）令m1g硫铁矿中铁元素的质量为a，硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，则：
5Fe2+～MnO4-
280g 1mol
a 0.001VL×0.1mol/L×
| 250mL |
| 25mL |
所以a=
| 0.001Vmol |
| 1mol |
所以硫铁矿中铁元素的质量分数为
| 0.28Vg |
| m1 |
| 28V |
| m1 |
| 28V |
| m1 |
点评：本题考查学生对实验原理的理解、实验基本操作、对操作的评价、氧化还原滴定、化学计算等，综合性较大，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．
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