Question

1．在高温时硫铁矿（主要成分FeS₂）和氧气反应生成三氧化二铁和二氧化硫（假设硫铁矿中的杂质不参与反应）．某化学研究学习小组对硫铁矿样品进行如下实验探究：
【实验一】测定硫元素的含量
Ⅰ．实验装置如下图所示（夹持和加热装置已省略）．A中的试剂是双氧水，将m₁g该硫铁矿样品放人硬质玻璃管D中．从A向B中逐滴滴加液体，使气体发生装置不断地缓缓产生气体，高温灼烧硬质玻璃管D中的硫铁矿样品至反应完全．

Ⅱ．反应结束后，将E瓶中的溶液进行如下处理：

【实验二】测定铁元素的含量
Ⅲ．测定铁元素含量的实验步骤如下：
①%2足量稀硫酸溶解已冷却的硬质玻璃管D中的固体，过滤，得到滤液A；
②%2②在滤液A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，过滤，得到滤
液B；
③将滤液B稀释为250mL；
④取稀释液25.00mL，用浓度为c mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定实验所需KMnO₄溶液体积的平均值为V mL．
请根据以上实验，回答下列问题：
（1）Ⅰ中装置A仪器名称为分液漏斗；B仪器名称为圆底烧瓶．
（2）Ⅰ中装置C中盛装的试剂是浓硫酸；E瓶的作用是吸收二氧化硫．
（3）Ⅱ中加入过量H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O．
（4）Ⅲ的步骤③中，将滤液B稀释为250mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还必须要用到的是250mL容量瓶；滴定终点的标志是当滴入最后一滴酸性KMnO₄标准液时，溶液出现浅红色，且30S内不复原．
（5）假设在整个实验过程中硫元素和铁元素都没有损失，则该硫铁矿样品中硫元素的质量分数为$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．（用含m₁和m₂的代数式表示）

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知A、B仪器的名称；
（2）装置中生成的氧气含有水蒸气需要在通入玻璃管前除去水蒸气，选用浓硫酸进行干燥；铁矿石和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，E装置是吸收二氧化硫气防止污染环境；
（3）Ⅱ中加入过量H₂O₂溶液发生的反应是过氧化氢氧化亚硫酸根离子生成硫酸根离子，过氧化氢被还原为水；
（4）依据配制一定体积溶液的操作步骤分析，需要在250mL容量瓶中配制，滴定终点时溶液会出现浅红色；
（5）样品质量为m₁g，依据流程分析可知得到硫酸钡沉淀为m₂g，依据硫元素守恒计算硫元素质量得到硫元素的质量分数；

解答 解：（1）根据装置图可知A仪器的名称为分液漏斗，B仪器的名称为圆底烧瓶，
故答案为：分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）装置中生成的氧气含有水蒸气需要在通入玻璃管前除去水蒸气，选用浓硫酸进行干燥；铁矿石和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，E装置是吸收二氧化硫气防止污染环境；
故答案为：浓硫酸；吸收二氧化硫；
（3）Ⅱ中加入过量H₂O₂溶液发生的反应是过氧化氢氧化亚硫酸根离子生成硫酸根离子，过氧化氢被还原为水，反应的离子方程式为：H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O；
故答案为：H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O；
（4）依据配制一定体积溶液的操作步骤分析，需要在250mL容量瓶中配制，滴定终点的标志是当滴入最后一滴酸性KMnO₄标准液时，溶液出现浅红色，且30S内不复原，
故答案为：250mL容量瓶；当滴入最后一滴酸性KMnO₄标准液时，溶液出现浅红色，且30S内不复原；
（5）样品质量为m₁g，依据流程分析可知得到硫酸钡沉淀为m₂g，硫元素物质的量=硫酸钡物质的量=$\frac{m{\;}_{2}g}{233g/mol}$=$\frac{m{\;}_{2}}{233}$mol；依据硫元素守恒计算硫元素质量得到硫元素的质量分数=$\frac{\frac{m{\;}_{2}}{233}mol×32g/mol}{m{\;}_{1}g}$×100%=$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%，
故答案为：$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．

点评 本题考查了物质性质的实验探究方法和实验分析判断，过程中的定量计算关系是解题关键，题目难度中等．