Question

18．某化学兴趣小组以黄铁矿（主要成分为FeS₂）为原料进行如下实验探究．为测定黄铁矿中硫元素的质量分数，将m₁g该黄铁矿样品放入如图1所示装置中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品．

（1）仪器B的名称是酒精喷灯．
（2）仪器A的作用是干燥空气，锥形瓶C中NaOH溶液的作用是吸收生成的SO₂，防止其污染空气．
（3）反应结束后将锥形瓶C中的溶液进行如如2处理：
①操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重，其中洗涤的具体方法为将固体放入过滤器中，用玻璃棒引流向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次．
②上述流程中生成固体反应的离子方程式为SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O．
③经过分析，向m₂g固体中加入过量稀盐酸时，无明显现象，则该黄铁矿中硫元素的质量分数为$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的代数式表示）．

Answer 1

分析 测定黄铁矿中硫元素的质量分数，黄铁矿（主要成分为FeS₂）与空气在高温条件下反应，由氢氧化钠吸收生成的二氧化硫气体，为防止空气中二氧化碳的干扰，仪器A用碱石灰干燥空气，得到亚硫酸钠溶液，与过氧化氢反应，被氧化为硫酸根离子，再与氯化钡生成沉淀，根据沉淀硫酸钡的质量，由元素质量守恒计算硫元素的质量分数，据此分析作答．

解答 解：（1）仪器B为酒精喷灯；
故答案为：酒精喷灯；
（2）为防止空气中二氧化碳的干扰，仪器A用碱石灰干燥空气；由氢氧化钠吸收生成的二氧化硫气体，防止其污染空气；
故答案为：干燥空气；吸收生成的SO₂，防止其污染空气；
（3）①洗涤的方法为：将固体放入过滤器中，用玻璃棒引流向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次；
故答案为：将固体放入过滤器中，用玻璃棒引流向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次；
②上述流程中生成固体反应为亚硫酸被过氧化氢氧化为硫酸根离子，再与氯化钡生成沉淀，离子方程式为：SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O；
故答案为：SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O；
③得到沉淀质量为m₂g为硫酸钡的质量，物质的量=$\frac{{m}_{2}}{233}$mol；
根据硫元素守恒，则黄铁矿中硫元素的质量分数=$\frac{\frac{{m}_{2}}{233}×32}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%；
故答案为：$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%．

点评 本题考查了探究物质的含量实验，根据元素化合物的性质来分析解答即可，难度不大，注意为防止空气中二氧化碳的干扰，通入石英管中的空气要先除去二氧化碳过程计算式关键．