Question

【題目】碳、硫的含量影響鋼鐵性能．碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉化為氣體，再用測碳、測硫裝置進行測定．

(1)采用如圖裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉化為CO2、SO2．

①氣體a的成分是_____．

②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應：3FeS+5O21_____+3_____．

(2)將氣體a通入測硫酸裝置中(如圖)，采用滴定法測定硫的含量．

①H2O2氧化SO2的化學方程式：_____

②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液．若消耗1mL NaOH溶液相當于硫的質量為y克，則該鋼樣中硫的質量分數(shù)：_____．

(3)將氣體a通入測碳裝置中(如圖)，采用重量法測定碳的含量．

①氣體a通過B和C的目的是_____

②計算鋼樣中碳的質量分數(shù)，應測量的數(shù)據(jù)是_____．

Answer 1

【答案】CO2、SO2、O2 Fe3O4 SO2 H2O2+SO2=H2SO4 除去SO2對CO2測定的干擾 吸收CO2氣體前后吸收瓶的質量

【解析】

(1)①該裝置中C、S和氧氣反應生成二氧化碳、二氧化硫，還有部分氧氣剩余；

②若鋼樣中S以FeS形式存在，FeS被氧氣氧化，Fe元素化合價由+2價變?yōu)?/span>+3價，-2價的S被氧化為+4價，結合化學計量數(shù)知，生成物是二氧化硫和四氧化三鐵；

(2)①雙氧水具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成硫酸；

②若消耗1mL NaOH溶液相當于硫的質量為y克，z mL NaOH溶液相當于硫的質量為yzg，再根據(jù)質量分數(shù)公式計算硫的質量分數(shù)；

(3)①測定二氧化碳的含量，需要將二氧化硫除去防止造成干擾；

②計算鋼樣中碳的質量分數(shù)，需要測定吸收二氧化碳的質量。

(1)①鋼樣中的碳、硫在裝置A中被氧化為CO2、SO2，故a的成分為CO2、SO2以及未反應的O2；

②FeS中的-2價的硫被氧化為SO2，+2價的Fe被氧化為+3價的鐵，結合所給化學計量數(shù)，可知產物應為Fe3O4和SO2，故方程式為3FeS+5O2Fe3O4+3SO2；

(2)①H2O2具有氧化性，可氧化SO2使S的化合價升高為+6價，在溶液中反應產物應為硫酸，故反應方程式為：H2O2+SO2=H2SO4；

②1mL NaOH相當于yg S，故z mL NaOH相當于zy g S，則該樣品中硫的質量分數(shù)為；

(3)①測定碳的含量需將氣體a中的SO2除去，防止造成干擾，B裝置可氧化二氧化硫，C裝置可以吸收二氧化硫，所以裝置B和C的作用是氧化二氧化硫、除去二氧化硫，故裝置B和C的作用是除去SO2；

②計算碳的質量分數(shù)須利用CO2的質量進行分析，故需測量CO2吸收瓶在吸收CO2氣體前后的質量。