Question

黄铁矿（主要成分为FeS2，含少量其他金属硫化物）曾是我国一些硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组

黄铁矿（主要成分为FeS2，含少量其他金属硫化物）曾是我国一些硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学学习小组对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m1 g黄铁矿样品放入如图1所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，往甲瓶中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．石英管中主要发生反应的化学方程式为：4FeS2+11O2 高温 . 2Fe2O3+8SO2．Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液按图2的流程进行处理（H2O2可以氧化亚硫酸钠）．【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3所示（假设其他金属元素不影响铁元素的测定；MnO4-在酸性条件下可将Fe2+氧化成Fe3+，并被还原为Mn2+）．问题讨论：（1）图2装置中，甲瓶内所盛试剂是______溶液．（2）图3流程中除了可以用H2O2溶液作为氧化剂，还可用______（填序号）为氧化剂．①氯水 ②浓硫酸 ③HNO3 ④Fe2（SO4）3（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为______（用含字母的式子表示）．（4）写出在酸性溶液中，KMnO4与Fe2+反应的离子方程式______．（5）列式计算黄铁矿样品中铁元素的质量（没有计算过程；计算结果正确也不给分）______．（6）有同学认为用上述方法所测定的铁元素的含量比实际含量偏大（上述实验操作、计算均正确），其原因是______．





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，
故答案为：NaOH（或KOH）；
（2）H₂O₂溶液将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，与BaCl₂反应，从而得到BaSO₄沉淀，此过程不能引入SO_4^2-离子，故排除②④，
故答案为：①③；
（3）生成的BaSO₄的质量为m₂g，则硫元素质量为

32m2

233

g，则黄铁矿中硫元素的质量分数为

32m2

233m1

，
故答案为：

32m2

233m1

；
（4）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，写出化学方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（5）滤液中含Fe²⁺：n（Fe²⁺）=5×0.100mol/L×V×10^-3L=5.00V×10^-4mol，
样品组含铁元素：n（Fe）=10×

2

3

×5.00V×10^-4mol=

1

3

V×10^-2mol，
样品中含铁元素的质量：n（Fe）=56g/mol×

1

3

×10^-2Vmol=0.187Vg，
故答案为：0.187Vg；
（6）步骤Ⅲ中，①中加入了足量的稀硫酸，②中加入了过量的铁粉，则稀硫酸会与Fe粉反应，增加了滤液中Fe²⁺的含量，
故答案为：过量的稀硫酸会与Fe粉反应，增加了滤液中Fe²⁺的含量．