Question

3．黄铁矿主要成分为二硫化亚铁（化学式为FeS₂），测定黄铁矿中FeS₂含量的方法如下图所示：

已知：王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比3：1混合而成，加过量王水后FeS₂参加的反应为：FeS₂+5HNO₃+3HCl═FeCl₃+2H₂SO₄+5NO↑+2H₂O．
（1）步骤③中判断加入BaCl₂溶液已过量的操作是取上层清液少量于试管，滴加稀硫酸，若产生白色沉淀，则BaCl₂溶液已过量．
（2）称取黄铁矿试样2g，用该方法进行测定，称得干燥后的固体质量为2.33g，假设矿石中的硫元素全部来自于FeS₂，则该矿石中FeS₂的质量分数是30%．
（3）步骤③中将足量的BaCl₂溶液换成足量的NaOH溶液，同样也能完成测定工作，但是黄铁矿中的其它金属元素在加入NaOH溶液后也形成了沉淀．这样会使测定的结果偏高（填”偏高”或”偏低”）

Answer 1

分析 （1）根据钡离子的验证方法判断BaCl₂溶液是否已过量；
（2）干燥后的滤渣为硫酸钡，依据硫元素守恒计算硫化亚铁质量分数；
（3）黄铁矿中会含有其它金属杂质时，与王水反应生成的盐的质量增加，再加入足量的氢氧化钠溶液时，生成的沉淀的质量增加，据此进行分析解答．

解答 解：（1）如果入BaCl₂溶液已过量，则溶液中会出现钡离子，可以取上层清液少量于试管，滴加稀硫酸，若产生白色沉淀，则BaCl₂溶液已过量；
（2）利用关系式法计算：
  FeS₂～2BaSO₄
  120    466
   m      2.33g
$\frac{120}{m}=\frac{466}{2.33g}$
m=0.6g，
则该矿石中FeS₂的质量分数是$\frac{0.6g}{2g}$×100%=30%，
（3）黄铁矿中会含有其它金属杂质时，与王水反应生成的盐的质量增加，再加入足量的氢氧化钠溶液时，生成的沉淀的质量增加，测定结果会偏高．

故答案为：（1）取上层清液少量于试管，滴加稀硫酸，若产生白色沉淀，则BaCl₂溶液已过量；
（2）30%；（3）偏高．

点评 本题难度不是很大，考查同学们新信息获取、处理及灵活运用所学知识分析问题、解决问题的能力．