Question

2．某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖裝置（夾持裝置略去）測(cè)定某鐵硫化物（Fe_xS_y）的組成，并探究反應(yīng)后D裝置所得溶液中含硫化合物的組成．
（一）硫化物（Fe_xS_y）的組成
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟Ⅰ如圖連接裝置，檢査裝置氣密性，裝入藥品；
步驟Ⅱ打開分液漏斗旋塞，緩緩滴入水，并點(diǎn)燃酒精噴燈；
步驟Ⅲ當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量不再改變時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入一段時(shí)間的O₂
步驟Ⅳ實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將D中所得溶液加水配制成250mL溶液；

請(qǐng)回答：
（1）儀器a的作用為防止倒吸．
（2）步驟Ⅲ中，停止加熱后還需繼續(xù)通入一段時(shí)間的O₂，其目的為使生成的SO₂全部被NaOH溶液吸收．
（3）步驟IV中配制溶液時(shí)所需的玻璃儀器除玻璃棒和燒杯外，還有250mL容量瓶、膠頭滴管．
（4）取25.00mL步驟IV中所配溶液，加入足量的雙氧水，再加入足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥，稱其質(zhì)量為4.66g．則Fe_xS_y的化學(xué)式為FeS₂．
（5）問題討論：有同學(xué)認(rèn)為可將裝置D改為裝有足量堿石灰的干燥管，通過測(cè)定反應(yīng)前后干燥管的增重來計(jì)算硫元素的含量．你認(rèn)為此方案否 （填“是”或“否”）合理，原因?yàn)椴糠諷O₂被氧化，且空氣中的CO₂和水蒸氣可能使干燥管增重．
（二）探究反應(yīng)后D裝置所得溶液中含硫化合物的組成．
理論推測(cè)：溶液中除含有Na₂SO₄外，還可能含有Na₂SO₃．
實(shí)驗(yàn)探究：滴定法測(cè)定溶液中Na₂SO₃的含量．
可供選擇的試劑：①0.10mol•L^-1KMnO₄酸性溶液    ②30%H₂O₂③0.10mol•L^-1KI淀粉溶液
（6）所選試劑為①   （填序號(hào)）；所選試劑應(yīng)裝在酸式  （填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
⑦所利用的反應(yīng)原理為2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O       （用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）儀器a的作用是防止氣體被吸收時(shí)發(fā)生倒吸；
（2）停止加熱后還需繼續(xù)通入一段時(shí)間的O₂，使生成的二氧化硫全部趕出被吸收；
（3）依據(jù)溶液配制過程為計(jì)算、稱量、溶解、洗滌轉(zhuǎn)移、定容、搖勻等步驟選擇儀器；
（4）加入足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥，稱其質(zhì)量為4.66g，元素守恒計(jì)算硫元素和鐵元素物質(zhì)的量，計(jì)算得到化學(xué)式；
（5）將裝置D改為裝有足量堿石灰的干燥管可能空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入影響測(cè)定結(jié)果；
（6）滴定法測(cè)定溶液中Na₂SO₃的含量需要氧化劑高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液具有氧化性能氧化橡膠管，高錳酸鉀溶液氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉．

解答 解：（1）二氧化硫易溶于水，用氫氧化鈉溶液吸收易發(fā)生倒吸，長(zhǎng)頸漏斗的作用是防止液體倒吸，故答案為：防止倒吸；
（2）步驟Ⅲ中，停止加熱后還需繼續(xù)通入一段時(shí)間的O₂，其目的為使生成的SO₂全部被NaOH溶液吸收，
故答案為：使生成的SO₂全部被NaOH溶液吸收；
（3）步驟IV中將D中所得溶液加水配制成250mL溶液，配制溶液時(shí)所需的玻璃儀器除玻璃棒和燒杯外，還需要250 mL容量瓶，定容用到的膠頭滴管，
故答案為：250 mL容量瓶、膠頭滴管；
（4）12.0gFe_xS_y，灼燒后生成的二氧化硫被吸收，將D中所得溶液加水配制成250mL溶液，取25.00mL步驟IV中所配溶液，加入足量的雙氧水，再加入足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥，稱其質(zhì)量為4.66g．硫元素守恒n（S）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，250ml溶液中含硫元素物質(zhì)的量0.02mol×$\frac{250ml}{25ml}$=0.2mol，鐵元素物質(zhì)的量=$\frac{12.0g-0.2mol×32g/mol}{56g/mol}$=0.1mol，則化學(xué)式中n（Fe）：n（S）=0.1：0.2=1：2，x=1，y=2，化學(xué)式為FeS₂，
故答案為：FeS₂；
（5）將裝置D改為裝有足量堿石灰的干燥管，通過測(cè)定反應(yīng)前后干燥管的增重來計(jì)算硫元素的含量時(shí)部分SO₂被氧化，且空氣中的CO₂和水蒸氣可能使干燥管增重，方案不合理，
故答案為：否；部分SO₂被氧化，且空氣中的CO₂和水蒸氣可能使干燥管增重；
（6）溶液中除含有Na₂SO₄外，還可能含有Na₂SO₃．0.10mol•L^-1KMnO₄酸性溶液 滴定終點(diǎn)溶液元素變?yōu)樽霞t色說明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，過氧化氫能氧化亞硫酸鈉但無明顯現(xiàn)象，0.10mol•L^-1KI淀粉溶液不能氧化亞硫酸鈉溶液，所選試劑為①0.10mol•L^-1KMnO₄酸性溶液，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性盛在酸式滴定管中，
⑦所利用的反應(yīng)原理為2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=5SO₄^2-+2 Mn²⁺+3H₂O，
故答案為：①；酸式；2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=5SO₄^2-+2 Mn²⁺+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)測(cè)定、滴定實(shí)驗(yàn)的判斷和定量計(jì)算，注意物質(zhì)性質(zhì)的熟練掌握，題目難度中等．