Question

黄铁矿（主要成分为FeS2）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实

黄铁矿（主要成分为FeS2）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究．[实验一]测定硫元素的含量．Ⅰ、将m1g该黄铁矿样品放入如右图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2Ⅱ、反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：[实验二]测定铁元素的含量．III、测定铁元素含量的实验步骤如图所示．问题讨论：（1）I中，甲瓶内所盛试剂是______溶液．乙瓶内发生反应的离子方程式为______．（2）II中，乙瓶加入H2O2溶液时反应的离子方程式为______．（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为______．（4）III的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有______．（5）III的步骤④中，表示滴定已达终点的现象是______．（6）Ⅲ的步骤④进行了三次平行实验，测得消耗KMnO4溶液体积分别为24.98mL、24.80mL、25.02mL（KMnO4被还原为Mn2+）．根据上述数据，可计算出该黄铁矿样品铁元素的质量分数为______．





Answer 1

（1）为防止最后乙溶液中混有BaCO₃沉淀而影响实验结果，应将空气中的二氧化碳除去，所以甲装置中可用NaOH溶液，过量NaOH溶液与SO₂反应生成SO₃^2-和H₂O，亚硫酸根离子能被氧气氧化生成硫酸根离子，乙中反应离子方程式为SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O\\2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案为：NaOH；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O、2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）过氧化氢具有强氧化性，将亚硫酸根离子氧化为硫酸根，同时生成水，反应离子方程式为：SO₃^2-+H₂O₂═SO₄^2-+H₂O，
故答案为：SO₃^2-+H₂O₂═SO₄^2-+H₂O；
（3）根据硫元素守恒，m₁gFeS₂中的硫元素最终全部生成BaSO₄，则有n（BaSO₄）=

m2

233

mol，所以n（S）=

m2

233

mol，所以黄铁矿中硫元素的质量分数为：

m2 233 mol×32g/mol

m1

×100%=

32m2

233m1

×100%，
故答案为：

32m2

233m1

×100%；
（4）Ⅲ的步骤③中，一定物质的量浓度溶液的配制中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；
（5）最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色，说明滴定到达终点，
故答案为：最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色；
（6）令硫铁矿中铁元素的质量分数为a，则：
               MnO₄^-～5Fe²⁺～5Fe
               1mol         5×56g
0.1mol/L×25×10^-3L×10       m₁a g
所以1mol：0.1mol/L×25×10^-3L×10=5×56g：m₁a g
解得a=

7

m1

，
故答案为：

7

m1

．