题目内容
11．某中药主要含二硫化亚铁（FeS2），某学习小组欲用图1所示装置进行实验，测定其铁、硫元素的质量分数．（1）装置中，A为高温灼烧装置，B为气体吸收装置，C为检测尾气中是否含有SO2的传感器．取m g该中药样品于装置A中，经充分反应，使硫元素全部转化为SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，传感器（装置C）未检测到SO2．
①装置B中的H2O2反应时表现出了氧化性．
②欲计算硫元素的质量分数，需测量的数据是B中沉淀的质量．
③传感器的工作原理如图2所示．
传感器中阴极的电极反应式是2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．
（2）为测定铁元素的质量分数，继续实验．
a．将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生．充分反应后过滤，得到黄色滤液；
b．向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被氧化为TiO2+；
c．用滴定法测定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液．
①a中滤液含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+．
②b中反应的离子方程式是Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+．
③c中K2Cr2O7被还原为Cr3+，样品中铁元素质量分数的数学表示式是$\frac{33.6nv}{m}%$．
分析 （1）①取m g该中药样品于装置A中，经充分反应，FeS2燃烧生成二氧化硫和氧化铁，二氧化硫通入酸化的过氧化氢和氯化钡溶液中，使硫元素全部转化为SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀；
②元素守恒分析，需要测定B中沉淀质量计算硫元素物质的量；
③阴极发生还原反应，酸溶液中亚硫酸氢根离子得到电子生成S2O42-；
（2）①将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生．充分反应后过滤，得到黄色滤液，说明含有铁和氧化铁；
②向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被铁离子氧化为TiO2+；
③用滴定法测定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液，依据化学反应的定量关系计算得到．
解答 解：（1）①取m g该中药样品于装置A中，经充分反应，FeS2燃烧生成二氧化硫和氧化铁，二氧化硫通入酸化的过氧化氢和氯化钡溶液中，使硫元素全部转化为SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀；过氧化氢的主要作用是氧化剂氧化+4价硫为+6价硫酸根离子，装置B中的H2O2反应时表现出了氧化性，
故答案为：氧化；
②欲计算硫元素的质量分数，需要测定B中沉淀质量计算硫元素物质的量，所以测量的数据是B中沉淀的质量，
故答案为：B中沉淀的质量；
③阴极发生还原反应，酸溶液中亚硫酸氢根离子得到电子生成S2O42-，电极反应为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，
故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；
（2）①将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生证明含有铁，充分反应后过滤，得到黄色滤液，说明含有氧化铁，所以盐酸溶解后得到溶液中含有阳离子为：Fe3+、Fe2+，
故答案为：Fe3+、Fe2+；
②向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被铁离子氧化为TiO2+，反应的离子方程式为：Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+；
故答案为：Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+；
③用滴定法测定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液，则
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6 1
n（Fe2+） v×10-3L×n mol/L
n=6vn×10-3mol
样品中铁元素质量分数=$\frac{6vn×1{0}^{-3}mol×56g/mol}{mg}$×100%=$\frac{0.336}{m}$vn×100%=$\frac{0.336vn}{m}$×100%=$\frac{33.6nv}{m}%$，
故答案为：$\frac{33.6nv}{m}%$．
点评 本题考查了物质组成的分析判断，主要是实验工厂分析，反应实质的理解应用，物质性质和反应定量计算的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
| A． | 0.1mol•L-1的NaHS溶液中离子浓度关系：c（OH-）=c（H+）-c（S2-）+c（H2S） | |
| B． | 浓度为0.1mol•L-1的碳酸钠溶液：c（Na+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3） | |
| C． | pH=12的氨水与pH=2的盐酸等体积混合：c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） | |
| D． | 醋酸溶液与NaOH溶液相混合后，所得溶液呈中性：c（Na+）＞c（CH3COO-） |
| A． | 某无色透明的溶液中：Ca2+、NH4+、CO32-、HCOO- | |
| B． | 溶解有AlCl3的溶液中：Na+、K+、SO42-、S2- | |
| C． | 25℃时，水电离出的c（H+）=1×l0-l3mol/L的溶液中：K+、Ba2+、NO3-、I- | |
| D． | 离子浓度均为0.1mol/L的溶液中：Na+、Fe3+、CH3COO-、NO3- |
| 装置 | 实验序号 | 试管中的药品 | 现象 |
 | 实验Ⅰ | 2mL银氨溶液和数 滴较浓NaOH溶液 | 有气泡产生： 一段时间后，溶液 逐渐变黑：试管壁 附着银镜 |
| 实验Ⅱ | 2mL银氮溶液和 数滴浓氨水 | 有气泡产生： 一段时间后，溶液 无明显变化 |
a．Ag（NH3）2++2H2O=Ag++2NH3+H2O b．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O
（1）配制银氨溶液所需的药品是AgNO3溶液和浓氨水．
（2）经检验，实验Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O．
①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是试纸变蓝．
②产生Ag2O的原因是在NaOH存在下，加热促进NH3•H2O分解，逸出NH3，促使平衡Ag（NH3）2++2H2O?Ag++2NH3•H2O正向移动，c（Ag+）增大，Ag+与OH-反应2OH-+2Ag+=Ag2O+H2O，立即转化为Ag2O．
（3）该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是NaOH还原Ag2O．实验及现象：向AgNO3溶液中加入过量NaOH溶液，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜．
（4）重新假设：在NaOH存在下．可能是NH3，还原Ag2O．用图1所示装置进行实验．现象：出现银镜．在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图（夹持仪器略）．
（5）该同学认为在（4）的实验中会有Ag（NH3）2OH生成．由此又提出假设：在NaOH存在下，可能是Ag
（NH3）2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应．进行如图2的实验：
①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是Ag2O+4 NH3•H2O=2Ag（NH3）2OH+3H2O．
②实验结果证实假设成立，依据的现象是与溶液接触的试管壁上析出银镜．
（6）用HNO3消洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是4HNO3（稀）+3Ag═3AgNO3+NO↑+2H2O．
．| A． |  Al（OH）3 | B． |  C6H12O6 | C． |  CH3CH2OH | D． |  NaHCO3 |