Question

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的碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定．

（1）采用裝置A如圖1，在高溫下x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO₂、SO₂．
①氣體a的成分是

 

．
②根據(jù)未配平的反應(yīng)：___+5O₂

高溫  .

Fe₃O₄+3SO₂，推測鋼樣中硫以

 

 形式存在（填寫化學(xué)式）

 

．將氣體a通入測硫裝置中（如圖2），采用滴定法測定硫的含量．
（2）H₂O₂氧化SO₂的化學(xué)方程式：

 

．
（3）用NaOH溶液滴定生成的H2SO₄，消耗zmL NaOH溶液，若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

 

．將氣體a通入測碳裝置中（如圖3），采用重量法測定碳的含量．
（4）推測氣體a通過B和C的目的可能是

 

．
（5）計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）①該裝置中C、S和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫，還有部分氧氣剩余；
②游離態(tài)是元素以單質(zhì)的形式存在，化合態(tài)是元素在化合物中的形式存在，生成物是二氧化硫和四氧化三鐵，根據(jù)質(zhì)量守恒定律結(jié)合化學(xué)計量數(shù)分析解答；
（2）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和水；
（3）若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）測定二氧化碳的含量，需要將二氧化硫除去防止造成干擾；
（5）計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定吸收二氧化碳的質(zhì)量．

解答： 解：（1）①該裝置中C、S在A裝置中被氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫，還有部分氧氣剩余，所以氣體a的成分是SO₂、CO₂、O₂，
故答案為：SO₂、CO₂、O₂；
②生成物是二氧化硫和四氧化三鐵，結(jié)合化學(xué)計量數(shù)知：反應(yīng)物為3molFe、3molS，所以反應(yīng)方程式為3FeS+5O₂ 

高溫  .

Fe₃O₄+3SO₂，所以鋼樣中硫以化合態(tài)形式存在，化學(xué)式為FeS，
故答案為：化合態(tài)；FeS；
（2）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和水，反應(yīng)方程式為 H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，
故答案為：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄；
（3）若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

yzg

xg

=

yz

x

，
故答案為：

yz

x

；
（4）測定二氧化碳的含量，需要將二氧化硫除去防止造成干擾，B裝置可吸收二氧化硫，C裝置可以驗證二氧化硫是否除盡，所以裝置B和C的作用是除去二氧化硫，
故答案為：排除二氧化硫?qū)Χ�氧化碳測定的干擾；
（5）計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定吸收二氧化碳的質(zhì)量，所以需要測定吸收二氧化碳前后吸收瓶的質(zhì)量，故答案為：二氧化碳前后吸收瓶的質(zhì)量．

點評：本題考查了C、S含量的測定，涉及氧化還原反應(yīng)、方程式的配平等知識點，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答，題目難度中等．