Question

（15分）【化学——选修2：化学与技术】
（一）硫酸厂常用煅烧黄铁矿(FeS₂)来制取硫酸。
　 （1）煅烧黄铁矿的主要化学方程式为 　　　　　　　　　　　                  。
　 （2）SO₂和O₂的反应为　2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g），该反应在体积不变的密闭容器中进行，则下列         （填序号）可作为反应达到平衡的判断依据。
A．v_正(SO₂)=v_正(SO₃)      
B．各组分的体积分数不再变化   
C．反应体系的温度不再变化  
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
E．混合气体的密度不再变化
　 （3）热交换器是实现冷热交换的装置，化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的。试分析气、液热交换时通常使用的仪器是________________________。（写名称）
　 （4）硫酸工业所产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂，微量的SO₃和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的试剂是___________________。（填序号）
A.NaOH溶液、酚酞试液              B.KMnO₄溶液、稀硫酸
C. 氨水、酚酞试液                   D.碘水、淀粉溶液
（二）实验室常用硫酸厂的烧渣(主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂)来制备绿矾（FeSO₄·7H₂O）。
其中测定绿矾产品中FeSO₄·7H₂O含量的实验步骤为：
a．称取5.2 g产品，溶解，配成250 mL溶液
b．量取25.00 ml待测液于锥形瓶中
c．用硫酸酸化的0. 01 mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积35.00 mL。
据此，请分析：
（1）滴定时反应的离子方程式为（完成并配平离子反应方程式）。

（2）滴定达到终点的标志是                             。
（3）产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为             。

Answer 1

（除标注外，每空2分，共15分）
（一） (1) 4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO₂    (2) B C D（少对一个扣1分，有错计0分）            (3) 冷凝管   （4）B D（对一个计1分，有错计0分）
（二）（1） 5     1    8H⁺      5    1     4H₂O （有错计0分 ）
（2） 滴加最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟不恢复原来颜色（合理答案均计分）
（3） 93.56% 或93.6%（3分）

解析试题分析：（一）（1）黄铁矿的主要成分是FeS₂ ，与氧气反应生成二氧化硫、氧化铁，化学方程式为4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO_2  ；
（2）A、都表示正反应速率，错误；B、各组分的体积分数不再变化，说明反应已达平衡状态，正确；C、该反应的热效应不为0，所以无论是吸热还是放热反应，未达 平衡时温度都在变化，当温度不再变化时，说明已达平衡状态，正确；D、该反应是气体的物质的量发生改变的可逆反应，所以气体的相对分子质量一直变化，当达到平衡时气体的平均相对分子质量不再变化，正确；E、体积不变的容器中，根据质量守恒定律，气体的密度一直不变，不能判断平衡是否到达，错误，答案选BCD；
（3）化学实验室中常用作热交换的仪器是冷凝管；
（4）A、SO₂，微量的SO₃、酸雾都与氢氧化钠溶液反应，所以无法测定二氧化硫的含量，错误；B、二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应，其余物质不反应，可以测定二氧化硫的含量，正确；C、氨水溶液显碱性，与A的道理相同，不能测定二氧化硫的含量，错误；D、二氧化硫与碘反应，蓝色溶液变为无色，其余物质不与碘反应，可以测定二氧化硫的含量，正确，答案选BD；
（二）（1）酸性高锰酸钾溶液的氧化性更强，所以反应物的空白处应是H⁺，则产物的空白处应是H₂O，根据得失电子守恒规律，Mn元素化合价降低5价，Fe元素化合价升高1价，所以Fe元素的系数是5，Mn元素的系数是1，再根据电荷守恒、观察法配平其余物质的系数，答案是5     1    8H⁺      5    1     4H₂O；
（2）用酸性高锰酸钾溶液滴定亚铁离子，高锰酸钾溶液为紫色，滴定达到终点时，滴加最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟不恢复原来颜色；
（3）消耗高锰酸钾的物质的量为0.035L×0.01mol/L,则原溶液中Fe²⁺的物质的量为0.035L×0.01mol/L×5×10=0.0175mol，所以FeSO₄·7H₂O的质量是0.0175mol×278g/mol=4.865g,则产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为4.865g/5.2g×100%=93.56%.
考点：考查硫酸工业，反应原理，化学平衡状态标志的判断，氧化还原反应的计算