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碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。

(1)采用装置A,在高温下将x g钢样中的碳、硫转化为CO2、SO2。

①气体a的成分是______。

②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:

3FeS+5O21________+3________。

(2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。

①H2O2氧化SO2的化学方程式:__________________。

②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数:________。

(3)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。

①气体a通过B和C的目的是________________________________________。

②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是_______________________________________________________。


(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2 

(2)①H2O2+SO2===H2SO4 ② 

(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量

[解析] (1)①钢样进行灼烧,碳、硫转化为二氧化碳和二氧化硫,所以气体成分为CO2、SO2和O2;②若硫元素的存在形式为FeS,根据给出的化学计量数,3后面的物质为SO2,则根据质量守恒确定1后面的物质为Fe3O4,化学方程式为3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。

(2)①H2O2与SO2反应的化学方程式为H2O2+ SO2=== H2SO4;②根据消耗1 mL的氢氧化钠溶液相当于硫含量y g,则消耗z mL的氢氧化钠溶液相当于含硫量为zy g,则钢样中硫含量为。

(3)气体中既含有二氧化硫又含有二氧化碳,测定二氧化碳前必须除去二氧化硫,避免干扰,所以B、C装置用于除去二氧化碳中的二氧化硫,测定碳的含量即测定二氧化碳的量,因此需要测定的数据是吸收二氧化碳装置(二氧化碳吸收瓶)前后的质量(质量差值为二氧化碳的质量)。


练习册系列答案
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工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。

烧瓶C中发生反应如下:

Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)

2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)

S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)

(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若________________,则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________。装置E中为________溶液。

(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。

(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。

a.蒸馏水  b.饱和Na2SO3溶液

c.饱和NaHSO3溶液  d.饱和NaHCO3溶液

实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是__________________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。

a.烧杯  b.蒸发皿

c.试管  d.锥形瓶

(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:________________________________________。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O

供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

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