Question

21．（10分）某中藥主要含二硫化亞鐵（FeS2），某學(xué)習(xí)小組欲用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定其鐵、硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（1）裝置中，A為高溫灼燒裝置，B為氣體吸收裝置，C為檢測(cè)尾氣中是否含有SO2的傳感器。取m g該中藥樣品于裝置A中，經(jīng)充分反應(yīng)，使硫元素全部轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，傳感器（裝置C）未檢測(cè)到SO2。

① 裝置B中的H2O2反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出了 性。

② 欲計(jì)算硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需測(cè)量的數(shù)據(jù)是 。

③ 傳感器的工作原理如下圖所示。

傳感器中陰極的電極反應(yīng)式是 。

（2）為測(cè)定鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

a．將A裝置中的剩余固體用足量鹽酸酸浸，有少量H2產(chǎn)生。充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到黃色濾液；

b．向?yàn)V液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反應(yīng)，TiCl3被氧化為TiO2+；

c．用滴定法測(cè)定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液。

① a中濾液含有的金屬陽(yáng)離子是 。

② b中反應(yīng)的離子方程式是 。

③ c中K2Cr2O7被還原為Cr3+，樣品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表示式是 。

Answer 1

（1）① 氧化性 ② B中沉淀的質(zhì)量

③ 2HSO3-+2H++2e-= S2O42-+2H2O

（2）① Fe3+、Fe2+

② Fe3+ + Ti3+ +H2O= Fe2++TiO2+ +2H+

③

【解析】

試題分析：（1）①取中藥樣品于裝置A中，經(jīng)充分反應(yīng)，硫元素全部轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，將物質(zhì)轉(zhuǎn)移入酸化的H2O2和氯化鋇溶液中，產(chǎn)生了白色沉淀，該白色沉淀為硫酸鋇，在這個(gè)過(guò)程中H2O2將+4價(jià)的S全部氧化為+6價(jià)的S，最終全部變?yōu)榱蛩徜^，故H2O2表現(xiàn)的是氧化性；②要計(jì)算硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需測(cè)量B中產(chǎn)生的白色沉淀硫酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量確定硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；③ 根據(jù)傳感器的工作原理可知陰極電解質(zhì)溶液得電子，HSO3-得電子后轉(zhuǎn)變?yōu)镾2O42-，電極方程式為2HSO3-+2H++2e-= S2O42-+2H2O；（2）a項(xiàng)將A裝置中的剩余固體用足量鹽酸酸浸，有少量H2產(chǎn)生。充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到黃色濾液，說(shuō)明溶液中除了存在Fe2+外，還存在著Fe3+；b項(xiàng)向?yàn)V液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反應(yīng)，TiCl3被氧化為TiO2+ ，離子方程式為FeCl3 + TiCl3 +H2O= FeCl2+TiO Cl2+2H Cl，離子方程式為Fe3+ + Ti3+ +H2O= Fe2++TiO2+ +2H+；c項(xiàng)用滴定法測(cè)定Fe2+的量，K2Cr2O7被還原為Cr3+，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：6FeSO4＋K2Cr2O7＋7H2SO4＝3Fe2(SO4)3＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O，離子方程式為6Fe2+ + Cr2O7 2- +14H+ =6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液則有n(Cr2O7 2-)=nv×10-3mol，根據(jù)方程式計(jì)算可得n(Fe)=nv×10-3×6mol，那么m(Fe)= nv×10-3×6×56g/mol=0.336 nvg，則鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表示式為ω==

考點(diǎn)：元素性質(zhì)及基本計(jì)算