题目内容

黄铁矿（主要成分为FeS₂）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究．[实验一]测定硫元素的含量．
Ⅰ、将m₁g该黄铁矿样品放入如图1所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，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至反应完全．石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS₂+11O₂ $数学公式$ 2Fe₂O₃+8SO₂．
Ⅱ、反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图2所示处理．

[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图3所示．

问题讨论：
（1）Ⅰ中，甲瓶内所盛试剂是溶液．乙瓶内发生反应的离子方程式有：、．
（2）Ⅱ中的滤渣在称量前还应进行的操作是．
（3）Ⅱ中，所加H₂O₂溶液（氧化剂）需足量的理由是．
（4）④中取稀释液25.00ml需用的仪器是．Ⅲ的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有（画出其简易装置图）．
（5）该黄铁矿中硫元素的质量分数为．

解：（1）空气中含有二氧化碳，能和乙中的氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡导致沉淀量增大，从而导致干扰硫元素的测定，所以要把空气中二氧化碳除去，用氢氧化钠或氢氧化钾溶液除去即可，所以甲中盛放的是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
乙中二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，离子方程式为 SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠，离子方程式为2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案为：NaOH；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）为准确称量固体的质量，在称量之前需洗涤和干燥；故答案为：洗涤、干燥；
（3）为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子，加入的双氧水要足量，故答案为：使SO₃^2-完全氧化为SO₄^2-；
（4）④中取稀释液25.00ml，溶液是酸性溶液，体积数据要求到小数点后两位，需用的仪器是酸式滴定管，Ⅲ的步骤③中，一定物质的量浓度溶液的配制中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要250mL容量瓶，容量瓶装置图为：

，故答案为：酸式滴定管；250mL容量瓶；
（5）最终所得沉淀是硫酸钡，根据硫原子守恒得硫的质量，设硫的质量为x，
S-----BaSO₄32g 233g
x m₂g
x= $\text{[math]}$ g
质量分数= $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ ×100%；
故答案为： $\text{[math]}$ ×100%．
分析：（1）为防止二氧化碳的干扰，应将空气中的二氧化碳用碱液除掉；二氧化硫能和氢氧化钠反应生成盐；亚硫酸根离子能被氧气氧化生成硫酸根离子；
（2）为准确称量固体的质量，在称量之前需洗涤和干燥；
（3）为减少实验误差，最后使完全转化成SO₄^2-，从而完全生成硫酸钡沉淀；双氧水足量时才能将亚硫酸根离子完全转化；
（4）根据一定物质的量浓度溶液的配制中各仪器的作用选取仪器；
（5）根据硫原子守恒计算硫铁矿中硫的质量，从而计算其质量分数．
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，为易错点．