题目内容
【题目】在南朝刘宋雷敩所著的《雷公炮炙论》中收录了一种矿物类药材石髓铅，又称自然铜，具有活血化瘀止痛的效果。今用现代分析技术检测一份石髓铅样品，发现其含铜极少，含有铁元素的质量分数为44.8％，硫元素的质量分数为51.2％。回答下列问题：
(1)石髓铅的主要成分是一种化合物(质量分数为96％)，化学式为_________；石髓铅粉末几乎能完全溶于硫酸酸化的高锰酸钾溶液中，形成多种硫酸盐的混合液，写出主要反应的离子方程式：______________________。
(2)利用石髓铅、焦炭和氧气在高温下反应可制造硫磺，副产品为Fe3O4和CO。Fe3O4是_____色晶体，可用于制作复印机的墨粉，CO可用于合成在纺织工业中广泛使用的保险粉(Na2S2O4)，其流程如下：
合成塔I中得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5％，从中分离出HCOONa·2H2O的主要步骤是、______、过滤、洗涤、干燥；合成塔II中发生主要反应的化学方程式为____________。保险粉暴露在空气中易吸收氧气和水蒸气而变质，当吸收自身物质的量一半的氧气和一定量水蒸汽时，变质形成____________(填化学式)。
【答案】FeS2 FeS2+ 3MnO4-+8H+=Fe3++2SO42-+3Mn2++4H2O 黑 (加热)蒸发(浓缩) (冷却)结晶 HCOONa·2H2O+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+3H2O NaHSO3
【解析】
(1)由于石髓铅样品中Fe、S两种元素含量的和为96%，恰好等于石髓铅的含量，所以该物质是Fe、S的化合物，根据质量比可得n(Fe)：n(S)=
：
=0.8：1.6=1：2，所以该物质的化学式为FeS2；石髓铅粉末完全溶于硫酸酸化的高锰酸钾溶液中，Fe转化为Fe3+,S被氧化为SO42-，高锰酸钾被还原为Mn2+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得主要反应的离子方程式：FeS2+ 3MnO4-+8H+=Fe3++2SO42-+3Mn2++4H2O；
(2) Fe3O4是黑色晶体，HCOONa的溶解度受温度的影响变化较大，所以从HCOONa溶液中获得HCOONa2H2O的方法是将该物质的稀溶液蒸发溶剂，将溶液浓缩，然后冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，就得到HCOONa2H2O；在合成塔II中，HCOONa2H2O、NaOH、SO2发生反应，产生CO2、Na2S2O4，发生的主要反应的化学方程式为HCOONa·2H2O+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+3H2O；保险粉Na2S2O4暴露于空气中易被氧气氧化，氧化剂为氧气，还原剂为Na2S2O4，又氧化剂和还原剂的物质的量之比为l：2，设Na2S2O4被氧化后硫的化合价为+x价，则根据得失电子守恒，1×4=2×2×(x-3)，解得x=4，又有水蒸气参与反应，所以产物为NaHSO3。
名校课堂系列答案
