黃鐵礦(主要成分為FeS2)是我國大多數(shù)硫酸廠制取的主要原料.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對黃鐵礦石進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究:
[實(shí)驗(yàn)一]為測定硫元素的含量
I.將m1g該黃鐵礦樣品放入如圖1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?fù)ㄈ肟諝,高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全.

II.反應(yīng)結(jié)束后,將乙瓶中的溶液進(jìn)行如圖2處理.

[實(shí)驗(yàn)二]測定鐵元素的含量.III.測定鐵元素含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①用足量稀硫酸溶解石英管中的固體殘?jiān)?BR>②加還原劑使溶液中的Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+后,過濾、洗滌;
③將濾液稀釋至250mL;
④每次取稀釋液25.00mL,用已知物質(zhì)的量濃度為cmol/L的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定實(shí)驗(yàn)所需KMnO4溶液體積的平均值為VmL(該反應(yīng)中還原產(chǎn)物為Mn2-
請完成下列填空:
(1)已知12gFeS2完全燃燒放熱85.3kJ,則FeS2燃燒熱的化學(xué)方程式是
FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol
FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol

(2)I中,甲瓶內(nèi)所盛試劑是
NaOH
NaOH
溶液;乙瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有
2OH-+SO2═SO32-+H2O
2OH-+SO2═SO32-+H2O
;I中玻璃纖維的作用是
防止粉塵進(jìn)入導(dǎo)管和乙裝置
防止粉塵進(jìn)入導(dǎo)管和乙裝置

(3)II中的濾渣在稱量前還應(yīng)進(jìn)行的操作是
洗滌、干燥
洗滌、干燥
;II中,所加H2O2溶液需足量的理由是
使SO32- 完全轉(zhuǎn)化成SO42-
使SO32- 完全轉(zhuǎn)化成SO42-

(4)III的步驟③中,需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒外,還有
250ml容量瓶
250ml容量瓶
;④中取稀釋液25.00mL需用的儀器是
酸式滴定管
酸式滴定管

(5)該黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
32m2
233m1
×100%
32m2
233m1
×100%
(用I、II中有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表達(dá));該黃鐵礦中鐵的元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
2.8CV
m1
×100%
2.8CV
m1
×100%
(用I、II中有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表達(dá))
分析:(1)根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的方法和燃燒熱的概念計(jì)算并書寫;
(2)為防止最后乙溶液中混有BaCO3沉淀而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)將空氣中的二氧化碳除去,所以甲裝置中可用NaOH溶液,過量NaOH溶液與SO2反應(yīng)生成SO32-和H2O,離子方程式為2OH-+SO2═SO32-+H2O;反應(yīng)中可用玻璃纖維防止粉塵進(jìn)入導(dǎo)管和乙裝置;
(3)為準(zhǔn)確稱量固體的質(zhì)量,在稱量之前需洗滌和干燥;為減少實(shí)驗(yàn)誤差,最后使完全轉(zhuǎn)化成SO42-,從而完全生成硫酸鋇沉淀;
(4)配制250ml一定物質(zhì)的量濃度的溶液需要燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、250ml容量瓶等儀器,高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,應(yīng)用酸式滴定管量取;
(5)根據(jù)硫元素守恒和鐵元素守恒計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答:解:(1)12gFeS2的物質(zhì)的量為0.1mol,所以1mol完全燃燒放出的熱量為853KJ,故答案為:FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol; 
(2)為防止最后乙溶液中混有BaCO3沉淀而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)將空氣中的二氧化碳除去,所以甲裝置中可用NaOH溶液,過量NaOH溶液與SO2反應(yīng)生成SO32-和水H2O,離子方程式為2OH-+SO2═SO32-+H2O;反應(yīng)中可用玻璃纖維防止粉塵進(jìn)入導(dǎo)管和乙裝置,故答案為:NaOH;2OH-+SO2═SO32-+H2O;防止粉塵進(jìn)入導(dǎo)管和乙裝置;
(3)為準(zhǔn)確稱量固體的質(zhì)量,在稱量之前需洗滌和干燥;為減少實(shí)驗(yàn)誤差,最后使完全轉(zhuǎn)化成SO42-,從而完全生成硫酸鋇沉淀,故答案為:洗滌、干燥;使SO32- 完全轉(zhuǎn)化成SO42-
(4)配制250ml一定物質(zhì)的量濃度的溶液需要燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、250ml容量瓶等儀器,高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,應(yīng)用酸式滴定管量取.答案為:250ml 容量瓶;  酸式滴定管;
(5)根據(jù)硫元素守恒,m1gFeS2中的硫元素最終全部生成BaSO4,則有:n(BaSO4)=
m2
233
mol,所以n(S)=
m2
233
,其質(zhì)量為
m2
233
×32
,所以黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
32m2
233m1
×100%
;根據(jù)反應(yīng)關(guān)系(電子守恒):
       MnO4-~5Fe2+
CV×10-3mol   5CV×10-3mol,
則原樣品中含鐵元素的質(zhì)量為:
5CV× 10-3×10mol× 56g/mol
m1
×100%
=
2.8CV
m1
×100%

故答案為:
32m2
233m1
×100%
;
2.8CV
m1
×100%
點(diǎn)評:本題考查物質(zhì)成分和含量的測定,涉及過濾和溶液的配制等操作,具有較強(qiáng)的綜合性,解題時(shí)注意從質(zhì)量守恒的角度分析.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2007年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試、化學(xué)(廣東卷) 題型:038

黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煅燒產(chǎn)物為SO2和Fe3O4

(1)

將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中,反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定條件下達(dá)到平衡,測得c(SO3)=0.040mol/L.計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計(jì)算過程).

(2)

已知上述反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),在體積不變的條件下,下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有________(填字母)

A、升高溫度
B、降低溫度
C、增大壓強(qiáng)
D、減小壓強(qiáng)
E、加入催化劑
F、移出氧氣

(3)

SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________

(4)

將黃鐵礦的煅燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4.酸溶過程中需保持溶液足夠酸性,其原因是________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煅燒產(chǎn)物為SO2和Fe3O4

(1)將0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容積為1 L的密閉容器中,反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定條件下達(dá)到平衡,測得c(SO3)=0.040 mol·L-1。計(jì)算該條件下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計(jì)算過程)。

(2)已知上述反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),在體積不變的條件下,下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有___________(填字母)。

A.升高溫度  B.降低溫度  C.增大壓強(qiáng)  D.減小壓強(qiáng)  E.加入催化劑  F.移出氧氣

(3)SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到更重要的化工原料,反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。

(4)將黃鐵礦的煅燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。酸溶過程中需保持溶液足夠酸性,其原因是_______________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年四川省眉山市高三第一次診斷性考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

硫酸渣是用黃鐵礦制造硫酸過程中排出的廢渣,主要化學(xué)成分為SiO2約45%,F(xiàn)e2O3約40%,Al2O3約10%,MgO約5%。目前我國已經(jīng)在技術(shù)上取得突破——從硫酸渣中分離出各種成分并加以利用。其流程和相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

查資料得知:

物質(zhì)名稱

溶度積(Ksp)

pH值

開始沉淀

完全沉淀

Mg(OH)2

5.6×1012

9.3

10.8

Fe(OH)3

2.8×1016

2.7

3.7

Al(OH)3

1.3×1033

3.7

4.7

 

請回答下列問題:

(1)寫出固體A的化學(xué)式為           。

(2)若要測定溶液的pH是否達(dá)到3.7,下列實(shí)驗(yàn)用品中可選用的是      

A.石蕊試液     B.廣泛pH試紙    C.精密pH試紙    D.pH計(jì)

(3)完成下列離子反應(yīng)方程式

①溶液D生成固體E      ;       ②溶液F生成固體G       。

(4)要將固體C、固體E和固體G都轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的穩(wěn)定氧化物,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為     

(5)若不考慮溶液體積的變化,請計(jì)算溶液H中c(Mg2)=       。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:同步題 題型:填空題

黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煅燒產(chǎn)物為SO2和Fe3O4。
(1)將0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容積為1L的密閉容器中,反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡,測得
c(SO3)= 0. 040 mol/L。計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K 和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計(jì)算過程)。
 (2)已知上述反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),在體積不變的條件下,下列措施中有利于提高 SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有____(填字母)。
A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強(qiáng) D.減小壓強(qiáng) E.加入催化劑 F.移出氧氣
(3)SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料,反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。
(4)將黃鐵礦的燃料產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。酸溶過程中需保持溶液足夠酸性,其原因是__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位,江蘇省是國內(nèi)最早的硫酸生產(chǎn)基地之一。主要方程式和主要設(shè)備: (黃鐵礦的主要成分為FeS2) 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2 (沸騰爐)  2SO2+O22SO(接觸室)    SO3+H2O=H2SO4(吸收塔)

(1)硫酸生產(chǎn)中,根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件或措施有          (填寫序號)。

        A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎      B.接觸室的反應(yīng)使用V2O5作催化劑

C.接觸室中不使用很高的溫度      D.凈化后爐氣中要有過量的空氣

E.接觸室中的氧化在常壓下進(jìn)行    F.吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3

(2)0.1mol/L的NaHSO3溶液中,有關(guān)粒子濃度由大到小的順序?yàn)椋?/p>

   c (Na+)>c (HSO3)>c (SO32)>c (H2SO3

①該溶液中c (H+        c (OH)(填“>”、“=” 或“<” ),其理由是(用離子方程式表示):                                      。

②現(xiàn)向NaHSO3溶液中,逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液,可觀察到的現(xiàn)象是                    ,反應(yīng)的離子方程式為:                     。

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