Question

1．在高溫時(shí)硫鐵礦（主要成分FeS₂）和氧氣反應(yīng)生成三氧化二鐵和二氧化硫（假設(shè)硫鐵礦中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．某化學(xué)研究學(xué)習(xí)小組對(duì)硫鐵礦樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究：
【實(shí)驗(yàn)一】測(cè)定硫元素的含量
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示（夾持和加熱裝置已省略）．A中的試劑是雙氧水，將m₁g該硫鐵礦樣品放人硬質(zhì)玻璃管D中．從A向B中逐滴滴加液體，使氣體發(fā)生裝置不斷地緩緩產(chǎn)生氣體，高溫灼燒硬質(zhì)玻璃管D中的硫鐵礦樣品至反應(yīng)完全．

Ⅱ．反應(yīng)結(jié)束后，將E瓶中的溶液進(jìn)行如下處理：

【實(shí)驗(yàn)二】測(cè)定鐵元素的含量
Ⅲ．測(cè)定鐵元素含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①%2足量稀硫酸溶解已冷卻的硬質(zhì)玻璃管D中的固體，過濾，得到濾液A；
②%2②在濾液A中加入過量的還原劑使溶液中的Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，過濾，得到濾
液B；
③將濾液B稀釋為250mL；
④取稀釋液25.00mL，用濃度為c mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定實(shí)驗(yàn)所需KMnO₄溶液體積的平均值為V mL．
請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）Ⅰ中裝置A儀器名稱為分液漏斗；B儀器名稱為圓底燒瓶．
（2）Ⅰ中裝置C中盛裝的試劑是濃硫酸；E瓶的作用是吸收二氧化硫．
（3）Ⅱ中加入過量H₂O₂溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O．
（4）Ⅲ的步驟③中，將濾液B稀釋為250mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須要用到的是250mL容量瓶；滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO₄標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液出現(xiàn)淺紅色，且30S內(nèi)不復(fù)原．
（5）假設(shè)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中硫元素和鐵元素都沒有損失，則該硫鐵礦樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．（用含m₁和m₂的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知A、B儀器的名稱；
（2）裝置中生成的氧氣含有水蒸氣需要在通入玻璃管前除去水蒸氣，選用濃硫酸進(jìn)行干燥；鐵礦石和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，E裝置是吸收二氧化硫氣防止污染環(huán)境；
（3）Ⅱ中加入過量H₂O₂溶液發(fā)生的反應(yīng)是過氧化氫氧化亞硫酸根離子生成硫酸根離子，過氧化氫被還原為水；
（4）依據(jù)配制一定體積溶液的操作步驟分析，需要在250mL容量瓶中配制，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液會(huì)出現(xiàn)淺紅色；
（5）樣品質(zhì)量為m₁g，依據(jù)流程分析可知得到硫酸鋇沉淀為m₂g，依據(jù)硫元素守恒計(jì)算硫元素質(zhì)量得到硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知A儀器的名稱為分液漏斗，B儀器的名稱為圓底燒瓶，
故答案為：分液漏斗；圓底燒瓶；
（2）裝置中生成的氧氣含有水蒸氣需要在通入玻璃管前除去水蒸氣，選用濃硫酸進(jìn)行干燥；鐵礦石和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫，E裝置是吸收二氧化硫氣防止污染環(huán)境；
故答案為：濃硫酸；吸收二氧化硫；
（3）Ⅱ中加入過量H₂O₂溶液發(fā)生的反應(yīng)是過氧化氫氧化亞硫酸根離子生成硫酸根離子，過氧化氫被還原為水，反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O；
故答案為：H₂O₂+SO₃^2-═SO₄^2-+H₂O；
（4）依據(jù)配制一定體積溶液的操作步驟分析，需要在250mL容量瓶中配制，滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO₄標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液出現(xiàn)淺紅色，且30S內(nèi)不復(fù)原，
故答案為：250mL容量瓶；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO₄標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液出現(xiàn)淺紅色，且30S內(nèi)不復(fù)原；
（5）樣品質(zhì)量為m₁g，依據(jù)流程分析可知得到硫酸鋇沉淀為m₂g，硫元素物質(zhì)的量=硫酸鋇物質(zhì)的量=$\frac{m{\;}_{2}g}{233g/mol}$=$\frac{m{\;}_{2}}{233}$mol；依據(jù)硫元素守恒計(jì)算硫元素質(zhì)量得到硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{m{\;}_{2}}{233}mol×32g/mol}{m{\;}_{1}g}$×100%=$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%，
故答案為：$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究方法和實(shí)驗(yàn)分析判斷，過程中的定量計(jì)算關(guān)系是解題關(guān)鍵，題目難度中等．