Question

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(duì)黃鐵礦石進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究：
[實(shí)驗(yàn)一]為測(cè)定硫元素的含量
I．將m₁g該黃鐵礦樣品放入如圖所示裝置（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)行如下處理：

問題討論：
（1）I中，甲瓶?jī)?nèi)所盛試劑是

氫氧化鈉或氫氧化鉀

溶液．乙瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有

SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

、

2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-

．
（2）Ⅱ中，所需H₂O₂溶液足量的理由是

使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-

．
（3）該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

32m2

233m1

×100%

．
[實(shí)驗(yàn)二]：設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定鐵元素的含量

問題討論：
（4）②中，若選用鐵粉作還原劑．你認(rèn)為合理嗎？

不合理

．
若不合理，會(huì)如何影響測(cè)量結(jié)果：

會(huì)使所測(cè)得的鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大

（若合理，此空不答）．
（5）③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有

250mL容量瓶

．
（6）④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

5Fe²⁺+MnO₄ˉ+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O

．

Answer 1

分析：[實(shí)驗(yàn)一]（1）為防止二氧化碳的干擾，應(yīng)將空氣中的二氧化碳用堿液除掉；二氧化硫能和氫氧化鈉反應(yīng)生成鹽；亞硫酸根離子能被氧氣氧化生成硫酸根離子；
（2）雙氧水足量時(shí)才能將亞硫酸根離子完全轉(zhuǎn)化；
（3）根據(jù)硫原子守恒計(jì)算硫鐵礦中硫的質(zhì)量，從而計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
[實(shí)驗(yàn)二]（4）鐵能轉(zhuǎn)化為亞鐵離子導(dǎo)致鐵的含量增大；
（5）根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制中各儀器的作用選取儀器；
（6）亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成鐵離子，同時(shí)有錳離子生成．

解答：解：（1）空氣中含有二氧化碳，能和乙中的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇導(dǎo)致沉淀量增大，從而導(dǎo)致干擾硫元素的測(cè)定，所以要把空氣中二氧化碳除去，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液除去即可，所以甲中盛放的是氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；
乙中二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，離子方程式為 SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，亞硫酸鈉和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉，離子方程式為2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案為：氫氧化鈉或氫氧化鉀；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）為使亞硫酸根離子完全轉(zhuǎn)化為硫酸根離子，加入的雙氧水要足量，故答案為：使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-；
（3）最終所得沉淀是硫酸鋇，根據(jù)硫原子守恒得硫的質(zhì)量，設(shè)硫的質(zhì)量為x，
S-----BaSO₄
32g   233g
x     m₂g  
x=

32m2

233

g
質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

32m2 233

m1

×100%=

32m2

233m1

×100；
故答案為：

32m2

233m1

×100%（或其他合理答案）；
（4）鐵也能轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，導(dǎo)致鐵含量增大，所以不合理，故答案為：不合理；會(huì)使所測(cè)得的鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
（5）一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制中，除了燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要250mL容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
（6）亞鐵離子有還原性，酸性條件下高錳酸根離子有強(qiáng)氧化性，所以能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、鐵離子和水，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究物質(zhì)的含量實(shí)驗(yàn)，根據(jù)元素化合物的性質(zhì)來分析解答即可，難度不大，注意為防止空氣中二氧化碳的干擾，通入石英管中的空氣要先除去二氧化碳，為易錯(cuò)點(diǎn)．