Question

【題目】黃鐵礦因其淺黃銅色和明亮的金屬光澤，常被誤認為是黃金，故又稱為“愚人金”。某化學興趣小組對某黃鐵礦石(主要成分為FeS2)進行如下實驗探究。

[實驗一]：測定硫元素的含量

I．將m1g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置(夾持和加熱裝置省略)的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應完全得到紅棕色固體和一種刺激性氣味的氣體。

Ⅱ．反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：

問題討論：

（1）寫出石英管中發生反應的化學方程式為：_________________________________。

（2）I中，干燥管甲內所盛試劑是__________，有同學提出該實驗裝置存在安全隱患，請用簡潔的文字說明：_________________________________________。

（3）該黃鐵礦石中硫元素的質量分數為_____________________。

[實驗二]：設計以下實驗方案測定鐵元素的含量

問題討論：

（4）②中，若選用鐵粉作還原劑，會使測量結果______（填“不影響”、“偏高”或“偏低”）。

（5）③中，需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有____________。

（6）④中發生反應的離子方程式為__________________________________________。

Answer 1

【答案】 堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體) 裝置乙易發生倒吸 偏高 250mL容量瓶 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】試題分析：[實驗一]：測定硫元素的含量

黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2，結合實驗裝置圖及流程圖可得，從干燥管a端通入空氣，除去二氧化碳，在石英管中高溫氧化FeS2，產生的SO2氣體通過盛氫氧化鈉溶液的錐形瓶乙，被吸收；乙瓶中的吸收液被H2O2氧化后，與BaCl2溶液反應轉化為BaSO4沉淀，再通過稱量沉淀的質量測定該黃鐵礦石中硫元素的質量分數。

[實驗二]：測定鐵元素的含量

稀硫酸溶解石英管中生成的Fe2O3，再還原為Fe2+，用酸性高錳酸鉀標準液滴定，從而測定鐵元素的含量。

（1）由題意，黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2，所以石英管中發生反應的化學方程式為：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。

（2）為防止空氣中的二氧化碳對測定硫元素含量造成影響，所以干燥管中應盛有堿石灰（或氫氧化鈉或氧化鈣），吸收空氣中的二氧化碳；由于產生的SO2氣體較易溶于水，所以乙裝置左邊應加一個防倒吸裝置，否則裝置乙易發生倒吸。

（3）由已知可得，S元素質量為： g，所以m1g黃鐵礦樣品中S元素質量分數為： g÷m1 g×100%=×100% 。

（4）②中，若選用鐵粉作還原劑，發生反應：Fe+2Fe3+=3Fe2+，使Fe2+增多，消耗酸性高錳酸鉀增多，會使鐵元素的含量測定結果偏高。

（5）配制250ml一定濃度的FeSO4溶液需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有250ml容量瓶。

（6）酸性KMnO4溶液氧化Fe2+的反應離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。