题目内容

3．某兴趣小组的同学为测定某黄铁矿（主要成分是FeS2）中硫元素的含量进行了如下的实验探究．
【查阅资料】（1）4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8SO2+2Fe2O3
（2）亚硫酸钠与过氧化氢反应生成硫酸钠和水．
【设计方案】甲、乙二个实验小组均设计了下列装置，称取了m1 g黄铁矿样品，将样品放入如图所示的硬质粗玻璃管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧玻璃管中的黄铁矿样品至反应完全．（假设每步反应均完全，不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）

甲组同学仅称量了上述实验所需要的相关装置质量后即完成了测定．
乙组同学则在上述反应结束后，将C瓶中的溶液进行了如下图处理：

【实验分析及数据处理】
（1）上述装置中A瓶内所盛的试剂最好是NaOH溶液，其作用是吸收空气中的CO2．
（2）A、B装置不能对调位置，原因是不能将二氧化碳和水蒸气除去，对后面的实验结果造成影响．
（3）C瓶中发生反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O．
（4）甲组同学应称量的数据是②④（填编号）．
①反应前C装置及其中物质总质量m2 g
②反应前C、D装置及其中物质总质量m3 g
③反应后C装置及其中物质总质量m4 g
④反应后C、D装置及其中物质总质量m5 g
（5）根据（4）中所选数据，甲组同学测得的该黄铁矿中硫元素的质量分数的表达式为$\frac{{m}_{5}-{m}_{3}}{{2m}_{1}}$．
（6）乙组实验中，检验所加BaCl2溶液是否过量的方法是静置，在上层清液再加BaCl2溶液，若无沉淀产生，则已过量，若实验过程中未洗涤滤渣就直接烘干称量，则会使测定结果偏大（填“偏大、偏小或不变”），检验滤渣是否洗净所用试剂是硝酸银或碳酸钠、硫酸钠溶液．

分析 （1）根据A瓶的作用是除去空气中的二氧化碳进行分析；
（2）根据A、B不能颠倒，否则不能将二氧化碳和水蒸气除去，对后面的实验结果造成影响解答；
（3）根据二氧化硫和氢氧化钠反应会生成亚硫酸钠和水进行分析；
（4）根据C、D中增加的质量是反应生成的二氧化硫，然后结合样品的质量即可求出硫元素的质量分数进行分析；
（5）根据二氧化硫中硫元素的质量分数可以计算生成的二氧化硫中硫的质量，再计算黄铁矿中硫元素的质量分数；
（6）根据过氧化氢有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，硫酸钠和氯化钡会生成硫酸钡沉淀，再根据硫原子守恒计算硫铁矿中硫的质量，从而计算其质量分数．

解答 解：（1）通过分析可知，A瓶的作用是除去空气中的二氧化碳，可以是氢氧化钠溶液；
（2）A、B不能颠倒，否则不能将二氧化碳和水蒸气除去，对后面的实验结果造成影响；
（3）二氧化硫和氢氧化钠反应会生成亚硫酸钠和水，化学方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；
（4）通过分析可知，C、D中增加的质量是反应生成的二氧化硫，知道了二氧化硫的质量，再结合样品的质量即可求出硫元素的质量分数，所以应称量的数据是：②④；
（5）二氧化硫中硫元素的质量分数为：50%，所以根据（6）中所选数据，甲组同学测得的该黄铁矿中硫元素的质量分数的表达式为：$\frac{{m}_{5}-{m}_{3}}{{2m}_{1}}$
（6）过氧化氢有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，硫酸钠和氯化钡会生成硫酸钡沉淀，所以乙组同学最终得到的固体的化学式为：BaSO4，检验所加BaCl2溶液是否过量的方法是：静置，在上层清液再加氯化钡溶液，若无沉淀产生，则已过量，乙组的实验过程中洗涤滤渣的目的是：除去沉淀表面的可溶性杂质，若未洗涤就直接烘干称量，则会使测定结果偏大，检验滤渣是否洗净所用试剂可以是硝酸银或碳酸钠、硫酸钠溶液．
答案：
（1）NaOH，吸收空气中的CO2，
（2）不能将二氧化碳和水蒸气除去，对后面的实验结果造成影响；
（3）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；
（4）②④；
（5）为：$\frac{{m}_{5}-{m}_{3}}{{2m}_{1}}$
（6）静置，在上层清液再加BaCl2溶液，若无沉淀产生，则已过量；偏大；硝酸银或碳酸钠、硫酸钠；

点评 本题考查物质成分和含量的测定，涉及仪器选用、误差分析、质量分数计算等知识，具有较强的综合性，解题时注意从质量守恒的角度分析，本题难度中等．

练习册系列答案
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13．下列实验中，与先后顺序有关的做法不正确的是（　　）
A．实验室制取气体时，先检查装置气密性，后装药品
B．稀释浓硫酸时，向烧杯中先倒入浓硫酸，后倒入水
C．加热KClO3制取O2的实验结束时，先从水中移出导管，后熄灭酒精灯
D．加热试管内药品时，先使试管均匀受热，后集中在药品部位加热
14．如图为某反应的微观示意图．

对此反应的叙述不正确的是（　　）
A．反应前后分子数目未发生改变
B．利用此反应可减少有毒气体的排放
C．该反应中B与D的质量比为4：1
D．该反应中A与B的化学计量数之比为1：2
11．溶解是生活中常见的现象，下表是KNO3、NaCl在不同温度下的溶解度．请回答：
温度（℃）0102030405060708090100
KNO3/g13.320.93245.86485.5110138169202246
NaCl/g35.735.83636.336.63737.337.838.43939.8
（1）20℃时，NaCl的溶解度是36g．
（2）40℃时，将70gKNO3固体加入100g水中，充分搅拌，形成的溶液质量为163.9g．
（3）60℃时，KNO3的饱和溶液中含有少量NaCl，通过降温结晶方法获得较纯净的KNO3晶体．
（4）根据表内数据可知，KNO3和NaCl在某一温度时具有相同的溶解度X，则X的取值范围是36g～36.3g．
（5）某温度下，将一定质量的KNO3溶液进行恒温蒸发结晶，实验过程如图所示，则是蒸发前原溶液是不饱和（填“饱和”或“不饱和”）溶液．n的数值是9．
18．以下变化不属于化学变化的是（　　）
A．青铜冶炼B．沙里淘金C．煮豆燃豆箕D．铁生锈
8．如下图是实验室制取气体的常用仪器．请根据要求填空：

（1）图中仪器名称是②锥形瓶，⑧集气瓶．
（2）小宝同学用氯酸钾和二氧化锰制取并收集一瓶氧气，应选择上图中的仪器①④⑤⑨（或①④⑥⑦）（填序号，以下同），其化学方程式为：2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；验证瓶中氧气已集满的方法是将带火星的木条放到瓶口，如果木条复燃，则已收满．
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（4）小佳同学查阅资料得到制取硫化氢气体的如下信息，请回答下列问题：
气体实验药品反应条件气体物理性质
H2S硫化亚铁固体与稀硫酸不需加热无色，密度比空气大，可溶于水
①制取硫化氢不可以（填“可以”或“不可以”）采用装置①，理由是反应不需要加热；
②制取硫化氢可以（填“可以”或“不可以”）采用装置②和③，理由是反应物是固体和液体，且反应不需要加热．
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（2）把甲物质的不饱和溶液变成饱和溶液，下列有关说法正确的是DE（填字母序号）．
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C．溶质的质量分数一定变大
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