Question

（12分）工業上可用下列裝置來測定黃鐵礦中硫的質量分數（忽略SO₂、H₂SO₃與氧氣的反應）

實驗的正確操作步驟如下：
A．連接好裝置，并檢查裝置的氣密性
B．稱取研細的黃鐵礦樣品
C．將2.0g樣品小心地放入硬質玻璃管中
D．以1L/min的速率鼓入空氣
E．將硬質玻璃管中的黃硫鐵礦樣品加熱到800℃~850℃
F．用300mL的飽和碘水吸收SO₂，發生的反應是：I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄
G．吸收液用CCl₄萃取，分液
H．取20.00mL吸收液，用標準0.2000mol·L^-1的NaOH溶液滴定。
試回答：
（1）已知：4FeS₂ + 11 O₂ = 2Fe₂O₃+ 8SO₂     如12gFeS₂完全燃燒放熱85.3kJ，則FeS₂燃燒熱的熱化學方程式是          。
（2）步驟G中所用主要儀器是      ，應取    （填“上”或“下” ）層溶液進行后續實驗。
（3）裝置①的作用是                              。
（4）步驟H中滴定時應選用      作指示劑
（5）假定黃硫鐵礦中的硫在操作E中已全部轉化為SO₂，并且被飽和碘水完全吸收。滴定得到的數據如表所示：

滴定次數	待測液體的體積/mL	標準堿溶液的體積/mL
		滴定前	滴定后
第一次	20.00mL	0.00	20.58
第二次	20.00mL	0.22	20.20
第三次	20.00mL	0.36	20.38

       則硫鐵礦樣品中硫元素的質量分數為           （保留小數點后1位）
（6）也有人提出用“沉淀質量法”測定黃鐵礦中含硫質量分數，若用這種方法測定，最好是在裝置⑤所得吸收液中加入下列哪種試劑                。
A.硝酸銀溶液    B.氯化鋇溶液     C.澄清石灰水      D.酸性高錳酸鉀溶液

Answer 1

（1）FeS₂(S) + 11/4 O₂ = 1/2Fe₂O₃(S) + 2SO₂(g) △H=-853KJ/mol  
（2）分液漏斗  上
（3）除去空氣中的SO₂和其他還原性氣體
（4）酚酞（1分）滴入最后一滴NaOH溶液后，溶液變為淺紅色，并在半分鐘內不褪色
（本問答甲橙和對應的現象給分，若淺紅色答成紅色不給分）
（5）24.0%
（6）B

（1）根據燃燒熱概念，由所給信息可折算出，1molFeS₂（120g）完全燃燒放熱853kJ，故FeS₂燃燒熱的熱化學方程式是FeS₂(S) + 11/4 O₂ = 1/2Fe₂O₃(S) + 2SO₂(g) △H=-853KJ/mol
（2）萃取的主要儀器為分液漏斗
CCl₄密度大于水，故萃取碘后，有機層在下層，水溶液為上層，后續實驗是酸堿滴定，故需要取上層水溶液
（3）裝置①裝有酸性高錳酸鉀溶液，具有強氧化性，可氧化除去空氣中的還原性成分，提高實驗的準確率
（4）強酸強堿滴定終點常用的指示劑包括甲基橙或酚酞
（5）對于多次測量數據一般要求平均值進行數據處理，由于第一次所消耗標準液的體積與后兩次相關較大，為減小誤差，只求后兩次標準液的體積的平均值：20.00ml
由關系式S～SO₂～4H⁺～4OH^—可知：樣品中硫元素的質量為：0.48g，所以，樣品中硫元素的質量分數為24%
（6）裝置⑤所得溶液為HI、H₂SO₄的混合溶液，為測得硫的質量分數，最好選用能與SO₄^2—反應生成不溶于酸性溶液的沉淀，即氯化鋇符合題意，答案為B