题目内容
某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应：为：4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
进行以下实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）．
实验步骤：称取研细的样品4.000g放入图1b装置中，然后在空气中进行煅烧．为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸（H2C2O4）标准溶液进行滴定．（已知：5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）
请回答下列问题：
（1）称量样品质量能否用托盘天平 （填“能”或“不能”）；
（2）装置a的作用是 ；
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是 ；
（4）滴定时，发生反应的离子方程式为 ，已知滴定管初读数为0.10mL，末读数如图2所示，消耗草酸溶液的体积为 mL；
（5）该样品中FeS2的纯度为 ．
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进行以下实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）．
实验步骤：称取研细的样品4.000g放入图1b装置中，然后在空气中进行煅烧．为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸（H2C2O4）标准溶液进行滴定．（已知：5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）
请回答下列问题：
（1）称量样品质量能否用托盘天平
（2）装置a的作用是
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是
（4）滴定时，发生反应的离子方程式为
（5）该样品中FeS2的纯度为
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验探究和数据处理题
分析：（1）称取研细的样品4.000g，由质量的精确度可知不能用托盘天平来称量；
（2）装置a为除去空气中的水蒸气避免影响测定结果，同时可以观察气体流速控制反应进行的速率；
（3）继续通入空气目的是把装置中的二氧化硫气体全部赶出完全吸收；
（4）草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积；
（5）依据灼烧反应和滴定反应的定量关系计算硫化亚铁的质量分数．
（2）装置a为除去空气中的水蒸气避免影响测定结果，同时可以观察气体流速控制反应进行的速率；
（3）继续通入空气目的是把装置中的二氧化硫气体全部赶出完全吸收；
（4）草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积；
（5）依据灼烧反应和滴定反应的定量关系计算硫化亚铁的质量分数．
解答：
解：（1）称取研细的样品4.000g，由质量的精确度可知不能用托盘天平来称量，托盘天平的精确度为0.1g，故答案为：不能；
（2）分析装置图可知为准确测定样品中FeS2样品的纯度，利用空气中的氧气氧化硫化亚铁反应生成二氧化硫被高锰酸钾溶液吸收后，用草酸滴定计算，过程中空气中的水蒸气会干扰测定，需要通过浓硫酸除去，所以装置 a的作用是干燥或除去水蒸气，同时根据气泡冒出观察气体流速，
故答案为：干燥空气，观察气体流速；
（3）继续通入空气目的是把装置中的二氧化硫气体全部赶出完全吸收，减少误差，
故答案为：促进装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（4）草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积=15.10ml-0.10ml=15.00ml，
故答案为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；15.00；
（5）依据反应的离子方程式计算与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量，得到二氧化硫的物质的量，结合元素守恒计算硫化亚铁的质量分数，结合反应的离子方程式计算得到：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，100ml溶液中剩余高锰酸钾物质的量=
×0.01500L×0.1000mol/L×10=0.006mol，与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量=0.3000mol/L×0.1000L-0.006mol=0.024mol；结合反应5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4；
得到5FeS2～10SO2～4KMnO4；
5 4
n（FeS2） 0.024mol
n（FeS2）=0.03mol
样品中FeS2的纯度=
×100%=90%，
故答案为：90%．
（2）分析装置图可知为准确测定样品中FeS2样品的纯度，利用空气中的氧气氧化硫化亚铁反应生成二氧化硫被高锰酸钾溶液吸收后，用草酸滴定计算，过程中空气中的水蒸气会干扰测定，需要通过浓硫酸除去，所以装置 a的作用是干燥或除去水蒸气，同时根据气泡冒出观察气体流速，
故答案为：干燥空气，观察气体流速；
（3）继续通入空气目的是把装置中的二氧化硫气体全部赶出完全吸收，减少误差，
故答案为：促进装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（4）草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积=15.10ml-0.10ml=15.00ml，
故答案为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；15.00；
（5）依据反应的离子方程式计算与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量，得到二氧化硫的物质的量，结合元素守恒计算硫化亚铁的质量分数，结合反应的离子方程式计算得到：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，100ml溶液中剩余高锰酸钾物质的量=
| 2 |
| 5 |
得到5FeS2～10SO2～4KMnO4；
5 4
n（FeS2） 0.024mol
n（FeS2）=0.03mol
样品中FeS2的纯度=
| 0.03mol×120g/mol |
| 4.000g |
故答案为：90%．
点评：本题考查了物质组成的实验探究方法分析，实验过程探究的计算应用，理解反应原理和滴定实验的计算是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列物质不属于空气污染物的是（ ）
| A、SO2 |
| B、CO2 |
| C、NO2 |
| D、NO |
在pH=1的无色溶液中，可以大量共存的一组离子是（ ）
| A、NH4+、NO3-、K+、SO42- |
| B、Cl-、NO3-、HCO3-、Na+ |
| C、Na+、ClO-、S2-、NO3- |
| D、MnO4-、K+、Na+、SO42- |
．下列离子方程式中，正确的（ ）
| A、向AlCl3溶液中逐渐滴入NaOH溶液至过量：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O |
| B、将碳酸钙加入过量盐酸中：CO32-+2H+=CO2↑+H2O |
| C、向氯化铁溶液中加入铁粉：2Fe3++Fe=3Fe2+ |
| D、在CuSO4溶液中加入Ba（OH）2溶液：Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
pH相同的等体积H2SO4、HF和CH3COOH三种溶液，分别滴加等浓度的NaOH溶液至恰好中和，消耗NaOH溶液的体积为V1、V2、V3，则三者的大小关系正确的是（已知Ka（HF）=6.8×10-4mol?L-1、Ka（CH3COOH）=1.7×10-5mol?L-1）（ ）
| A、V3＞V2＞V1 |
| B、V3=V2=V1 |
| C、V3＞V2=V1 |
| D、V1=V2＞V3 |