Question

(15分）黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS（假设其他杂质中不含Fe、S元素，且高温下不发生化学变化），是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m 1 g该黄铁矿石的样品放入如图装置（夹持和加热装置略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。

其反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

4FeS + 7O22Fe2O3+4SO2

【实验一】测定硫元素的含量

反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

（1）鼓入空气的作用是________________________________________________________。

（2）反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是（用化学方程式表示）_________。H2O2可以看作是一种很弱的酸，写出其电离方程式： 。

（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为 （列出表达式即可）。

【实验二】测定铁元素的含量

（4）②中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量_______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_________________。

（6）某同学一共进行了四次滴定实验，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次	第四次
消耗KMnO4溶液体积/mL	25.00	25.03	20.00	24.97

根据所给数据，计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+) ＝_______________。

Answer 1

（1）提供反应物O2，排出装置中生成的SO2使之完全被乙吸收（2分，两点各1分）

（2）Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O（2分） H2O2 H++HO2-（2分）

（3） 或 （或其他合理答案） （2分） （4）偏大 （2分）

（5）250mL容量瓶（2分，没写规格得0分） （6）0.5000mol/L （3分，无单位扣1分）

【解析】

试题分析：（1）矿石煅烧需要氧气，所以不断鼓入空气的作用是提供反应物O2，同时可以排出装置中生成的SO2使之完全被乙吸收。

（2）SO2与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸镍具有还原性，可被双氧水氧化，反应的离子方程式为Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O；双氧水是一种二元弱酸，则分步电离，电离方程式为H2O2 H++HO2-。

（3）根据流程图可知硫酸钡的质量是m2g，则根据硫原子守恒可知矿石中硫元素的含量是×100%。

（4）②中，若用铁粉作还原剂，则溶液中将引入多余的铁元素，从而所测得的铁元素的含量偏大。

（5）③中将滤液稀释至250mL，因此需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有250mL容量瓶。

（6）根据表中数据可知第三次实验误差大，设去，因此消耗酸性高锰酸钾溶液体积的平均值是＝25.00ml。所以根据电子得失守恒可知该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+)＝＝0.5000mol/L。

考点：考查物质含量测定实验方案设计与探究