题目内容
硫是煤中的有害成分．艾士卡法是世界公认的测定煤中硫含量的标准方法．
原理：将煤样与艾氏卡试剂（简称艾氏剂）混合灼烧，煤中的硫全部转化为硫酸盐，然后以BaCl2为沉淀剂使硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀．根据硫酸钡的质量计算煤样中硫的含量．艾氏剂是质量比为2：1的轻质MgO与无水Na2CO3的混合物．
实验步骤：
①称取粉碎的干燥煤样1.00g和艾氏剂2g置于30mL的瓷坩埚中，充分混匀，再用1g艾氏剂覆盖．高温加热1～2h．
②取出坩埚，冷却到室温，将灼烧物放入烧杯中，用热蒸馏水冲洗坩埚内壁，将冲洗液加入烧杯中，再加入100～150mL 煮沸的蒸馏水，充分搅拌．
③过滤，用热蒸馏水冲洗烧杯3次，冲洗液加入过滤器．再用热蒸馏水清洗残渣至少10次．
④在上述滤液中滴加盐酸溶液，使溶液呈微酸性．将溶液加热至沸腾，在不断搅拌下滴入BaCl2溶液l0mL，在近沸腾状况下保持2h．
⑤将溶液与其中沉淀放置过夜后，经过滤、洗涤、干燥后称量，得沉淀m1g．
⑥艾氏剂应进行空白实验（实验除不加煤样外，全部按步骤①～⑤进行，目的是排除其他含硫物质的干扰），得到沉淀质量为m2g．
根据以上知识回答下列问题：
（1）写出煤中燃烧产生的二氧化硫被艾氏剂中的Na2CO3吸收生成硫酸盐的化学方程式 ．
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，实验结果将 ．如果步骤④中用硫酸代替盐酸，实验结果将 （均填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性的目的是 ．
（4）如何用实验证明步骤⑤中的沉淀已洗净？ ．
（5）用上述实验数据（包括字母）表示出该煤样中硫元素质量分数 ．
原理：将煤样与艾氏卡试剂（简称艾氏剂）混合灼烧，煤中的硫全部转化为硫酸盐，然后以BaCl2为沉淀剂使硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀．根据硫酸钡的质量计算煤样中硫的含量．艾氏剂是质量比为2：1的轻质MgO与无水Na2CO3的混合物．
实验步骤：
①称取粉碎的干燥煤样1.00g和艾氏剂2g置于30mL的瓷坩埚中，充分混匀，再用1g艾氏剂覆盖．高温加热1～2h．
②取出坩埚，冷却到室温，将灼烧物放入烧杯中，用热蒸馏水冲洗坩埚内壁，将冲洗液加入烧杯中，再加入100～150mL 煮沸的蒸馏水，充分搅拌．
③过滤，用热蒸馏水冲洗烧杯3次，冲洗液加入过滤器．再用热蒸馏水清洗残渣至少10次．
④在上述滤液中滴加盐酸溶液，使溶液呈微酸性．将溶液加热至沸腾，在不断搅拌下滴入BaCl2溶液l0mL，在近沸腾状况下保持2h．
⑤将溶液与其中沉淀放置过夜后，经过滤、洗涤、干燥后称量，得沉淀m1g．
⑥艾氏剂应进行空白实验（实验除不加煤样外，全部按步骤①～⑤进行，目的是排除其他含硫物质的干扰），得到沉淀质量为m2g．
根据以上知识回答下列问题：
（1）写出煤中燃烧产生的二氧化硫被艾氏剂中的Na2CO3吸收生成硫酸盐的化学方程式
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，实验结果将
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性的目的是
（4）如何用实验证明步骤⑤中的沉淀已洗净？
（5）用上述实验数据（包括字母）表示出该煤样中硫元素质量分数
分析：（1）煤中燃烧产生的二氧化硫被艾氏剂中的Na2CO3吸收生成硫酸盐是二氧化硫和氧气反应生成硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳；
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，会减小硫酸钠的量使测定结果减小，如果步骤④中用硫酸代替盐酸生成的硫酸钡沉淀质量增大；
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性，除去滤液中的碳酸根离子，避免影响硫酸钡的质量测定；
（4）沉淀是否已经洗净，可以利用氯离子的检验方法分析；
（5）实验测定的沉淀质量减去空白试验测定的固体质量，依据硫元素守恒来计算样品中含硫元素的质量；
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，会减小硫酸钠的量使测定结果减小，如果步骤④中用硫酸代替盐酸生成的硫酸钡沉淀质量增大；
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性，除去滤液中的碳酸根离子，避免影响硫酸钡的质量测定；
（4）沉淀是否已经洗净，可以利用氯离子的检验方法分析；
（5）实验测定的沉淀质量减去空白试验测定的固体质量，依据硫元素守恒来计算样品中含硫元素的质量；
解答：解：（1）煤中燃烧产生的二氧化硫被艾氏剂中的Na2CO3吸收生成硫酸盐是二氧化硫和氧气反应生成硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为：
2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2；
故答案为：2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2；
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，会减小硫酸钠的量使测定结果减小，测定结果偏小；如果步骤④中用硫酸代替盐酸生成的硫酸钡沉淀质量增大，得到的沉淀质量增大，测定结果偏高；
故答案为：偏小； 偏大；
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性，除去滤液中能沉淀钡离子的碳酸根离子等杂质，减小测定误差；
故答案为：除去溶液中能够与Ba2+形成沉淀的CO32-等；
（4）检验滤液中是否含有氯离子怎么沉淀是否洗净，取洗涤液，滴入AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；
故答案为：取洗涤液，滴入AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；
（5）实验测定的沉淀质量减去空白试验测定的固体质量，依据硫元素守恒计算得到，样品中生成的硫酸钡质量=m1-m2，
含硫元素质量=
×32g/mol=
；
故答案为：
；
2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2；
故答案为：2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2；
（2）如果步骤③中残渣清洗不充分，会减小硫酸钠的量使测定结果减小，测定结果偏小；如果步骤④中用硫酸代替盐酸生成的硫酸钡沉淀质量增大，得到的沉淀质量增大，测定结果偏高；
故答案为：偏小； 偏大；
（3）步骤④在滤液中滴加盐酸使溶液呈微酸性，除去滤液中能沉淀钡离子的碳酸根离子等杂质，减小测定误差；
故答案为：除去溶液中能够与Ba2+形成沉淀的CO32-等；
（4）检验滤液中是否含有氯离子怎么沉淀是否洗净，取洗涤液，滴入AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；
故答案为：取洗涤液，滴入AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；
（5）实验测定的沉淀质量减去空白试验测定的固体质量，依据硫元素守恒计算得到，样品中生成的硫酸钡质量=m1-m2，
含硫元素质量=
| (m1-m2)g |
| 233g/mol |
| 32(m1-m2) |
| 233 |
故答案为：
| 32(m1-m2) |
| 233 |
点评：本题考场物质组成的实验测定方法分析判断，过程分析和步骤的目的是解题关键，题目难度中等．
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