Question

2．黃鐵礦的主要成分是FeS₂．測定黃鐵礦中FeS₂含量的兩種方法如圖所示：

已知：
①王水是由1體積的濃硝酸（ρ=1.42g•cm^-3）和3體積的濃鹽酸（ρ=1.19g•cm^-3）混合而成的．
②黃鐵礦和王水反應的方程式為：
口FeS₂+口HNO₃+口HCl→口FeCl₃+口H₂SO₄+口NO↑+口H₂O
請回答下列問題：
（1）請配平上述②中化學方程式：FeS₂+5HNO₃+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+2H₂SO₄+5NO↑+2H₂O
（2）簡述實驗室配制王水的操作過程用量筒取3體積的濃鹽酸倒入燒杯中，再取1體積的濃硝酸慢慢倒入濃鹽酸中，邊加邊攪拌
（3）方法一中過濾、洗滌、灼燒都用到的儀器是玻璃棒．
（4）方法二中要判斷BaCl₂溶液是否過量，可向濾液中加入X溶液，X可以是（填代號）
A．NaOH          B．BaCl₂C．HCl          D．Na₂SO₄
（5）實驗室利用下列裝置和試劑制取少量氯化氫氣體試劑：①濃硫酸②濃鹽酸③食鹽固體

若選用試劑①②，則宜選擇的裝置是B（填代號，下同）．
若選用試劑①③，則應選擇的裝置是A；推測發(fā)生反應的化學方程式為2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑或NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（6）已知稱取黃鐵礦樣品的質量為1.50g，稱得方法一中灼燒后固體的質量為0.4g，不考慮操作誤差，則該礦石中FeS₂的質量分數是40%．

Answer 1

分析 （1）鐵元素化合價+2價變化為+3價，硫元素化合價-1價變化為+6價，FeS₂發(fā)生反應電子轉移15個電子，HNO₃中氮元素化合價+5價變化為+2價，電子轉移3個，則硝酸分子式前系數為5，依據原子守恒配平得到化學方程式為
（2）實驗室配制王水時，先向燒杯中加入3體積的濃鹽酸，然后再加入1體積的濃硝酸，邊加邊攪拌，混合均勻；
（3）方法一中過濾、洗滌用玻璃棒引流，灼燒用玻璃棒攪拌；
（4）方法二中要判斷BaCl₂溶液是否過量，可向濾液中繼續(xù)加入BaCl₂，如果繼續(xù)產生白色沉淀，則BaCl₂溶液不足，否則過量；也可以向濾液中加入Na₂SO₄，如果出現BaSO₄白色沉淀，證明BaCl₂溶液過量，否則不足；
（5）若選用試劑①濃硫酸和③食鹽固體制取HCl，需要加熱，應選擇裝置A，發(fā)生反應的化學方程式為2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑或或NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；若選用試劑①濃硫酸和②濃鹽酸制取HCl，利用濃硫酸吸水、放熱，利于濃鹽酸揮發(fā)，不需要加熱，選用裝置B；
（6）方法一中，灼燒時氫氧化鐵分解生成氧化鐵，發(fā)生反應的化學反應方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
根據關系式：2FeS₂～Fe₂O₃，
            240 160
         m（FeS₂） 0.8g，
m（FeS₂）=$\frac{240×0.8g}{160}$=1.2g，則該礦石中FeS₂的質量分數是$\frac{1.2g}{1.5g}$×100%=40%．

解答 解：（1）FeS₂+HNO₃+HCl→FeCl₃+H₂SO₄+NO↑+H₂O，鐵元素化合價+2價變化為+3價，硫元素化合價-1價變化為+6價，FeS₂發(fā)生反應電子轉移15個電子，HNO₃中氮元素化合價+5價變化為+2價，電子轉移3個，則硝酸分子式前系數為5，依據原子守恒配平得到化學方程式為：FeS₂+5HNO₃+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+2H₂SO₄+5NO↑+2H₂O，
故答案為：FeS₂+5HNO₃+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+2H₂SO₄+5NO↑+2H₂O；
（2）實驗室配制王水時，先向燒杯中加；入3體積的濃鹽酸，然后再加入1體積的濃硝酸，邊加邊攪拌，混合均勻；
故答案為：用量筒取3體積的濃鹽酸倒入燒杯中，再取1體積的濃硝酸慢慢倒入濃鹽酸中，邊加邊攪拌；
（3）方法一中過濾、洗滌用玻璃棒引流，灼燒用玻璃棒攪拌，故答案為：玻璃棒；
（4）方法二中要判斷BaCl₂溶液是否過量，可向濾液中繼續(xù)加入BaCl₂，如果繼續(xù)產生白色沉淀，則BaCl₂溶液不足，否則過量；也可以向濾液中加入Na₂SO₄，如果出現BaSO₄白色沉淀，證明BaCl₂溶液過量，否則不足；
故答案為：BD；
（5）若選用試劑①濃硫酸和②濃鹽酸制取HCl，利用濃硫酸吸水、放熱，利于濃鹽酸揮發(fā)，不需要加熱，選用裝置B，
若選用試劑①濃硫酸和③食鹽固體制取HCl，需要加熱，應選擇裝置A，發(fā)生反應的化學方程式為2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑或或NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑，
故答案為：B；A；2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑或NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（6）方法一中，灼燒時氫氧化鐵分解生成氧化鐵，發(fā)生反應的化學反應方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
根據關系式：2FeS₂～Fe₂O₃，
           240     160
        m（FeS₂） 0.8g，
m（FeS₂）=$\frac{240×0.8g}{160}$=1.2g，
則該礦石中FeS₂的質量分數是$\frac{1.2g}{1.5g}$×100%=40%；
故答案為：40%．

點評 本題考查黃鐵礦中FeS₂含量的測定，明確實驗操作流程是解題的關鍵，掌握分析方法和基礎是關鍵，題目難度中等．