Question

17．如圖是某實(shí)驗(yàn)室測(cè)定黃鐵礦（主要成分為FeS₂）中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的裝置：

實(shí)驗(yàn)時(shí)有如下操作：
A．連接好全部?jī)x器，并檢查其氣密性
B．稱取研細(xì)的黃鐵礦樣品
C．將樣品小心放硬質(zhì)試管中部
D．以均勻的速度不斷鼓入空氣
E．將試管中樣品加熱到800℃～850℃
F．用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定含淀粉的SO₂水溶液
（1）裝置①的作用是除去空氣中可能含有的SO₂等氣體裝置②的作用是干燥氣體
（2）I₂跟SO₂水溶液反應(yīng)的離子方程式為I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-
（3）根據(jù)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螘r(shí)溶液顏色由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色 現(xiàn)象判斷滴定已達(dá)到終點(diǎn)．
（4）有同學(xué)認(rèn)為用上述裝置測(cè)出的黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏低，其原因可能是黃鐵礦燃燒不完全或二氧化硫沒(méi)充分吸收或部分氧化成三氧化硫（只需舉出一種可能）
（5）完成下列計(jì)算：
若取6g樣品在空氣中充分灼燒，將吸收了SO₂氣體的淀粉溶液用0.1mol/L的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定，完全反應(yīng)消耗溶液體積600mL，則樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%（假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．

Answer 1

分析 依據(jù)裝置圖分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，是利用空氣中的氧氣和黃鐵礦反應(yīng)生成二氧化硫，被含有淀粉的水溶液吸收，通過(guò)碘單質(zhì)的溶液滴定到淀粉變藍(lán)計(jì)算生成二氧化硫的含量，實(shí)驗(yàn)操作為連接裝置，檢查裝置氣密性，稱取研細(xì)的黃鐵礦樣品，放入硬質(zhì)試管中部，以均勻的速度不斷鼓入空氣，并將硬質(zhì)試管中樣品加熱反應(yīng)，用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定含淀粉的SO₂的水溶液，
（1）裝置①中是高錳酸鉀溶液與氫氧化鉀溶液的混合溶液，目的是為了吸收空氣中可能含有的二氧化硫氣體；裝置②干燥管中的氯化鈣是干燥氣體的作用；
（2）碘單質(zhì)具有氧化性，可以氧化二氧化硫?yàn)榱蛩幔�碘單質(zhì)被還原為碘離子，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
（3）依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)過(guò)程碘單質(zhì)滴入最后一滴溶液顏色由無(wú)色變化為藍(lán)色，證明二氧化硫全部反應(yīng)；
（4）依據(jù)黃鐵礦燃燒不完全則生成的二氧化硫偏少以及二氧化硫沒(méi)充分吸收或部分氧化成三氧化硫來(lái)分析；
（5）依據(jù)反應(yīng)I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，計(jì)算二氧化硫物質(zhì)的量，礦樣中的硫全部轉(zhuǎn)化為SO₂，并全部被水吸收，依據(jù)硫元素守恒計(jì)算硫元素的質(zhì)量含量．

解答 解：裝置圖實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析可知，是利用空氣中的氧氣和黃鐵礦反應(yīng)生成二氧化硫，被含有淀粉的水溶液吸收，通過(guò)碘單質(zhì)的溶液滴定到淀粉變藍(lán)計(jì)算生成二氧化硫的含量，實(shí)驗(yàn)操作為連接裝置，檢查裝置氣密性，稱取研細(xì)的黃鐵礦樣品，放入硬質(zhì)試管中部，以均勻的速度不斷鼓入空氣，并將硬質(zhì)試管中樣品加熱反應(yīng)，用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定含淀粉的SO₂的水溶液，
（1）裝置①中溶液是高錳酸鉀溶液與氫氧化鉀溶液的混合溶液，目的是為了吸收空氣中可能含有的二氧化硫氣體，避免對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生誤差；裝置②干燥管中的氯化鈣是除去混有的水蒸汽，干燥氣體的作用，
故答案為：除去空氣中可能含有的SO₂等氣體；干燥氣體；
（2）碘單質(zhì)具有氧化性，可以氧化二氧化硫?yàn)榱蛩�，碘單質(zhì)被還原為碘離子，反應(yīng)的離子方程式為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，
故答案為：I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
（3）利用標(biāo)準(zhǔn)碘單質(zhì)溶液滴定含淀粉和二氧化硫的無(wú)色溶液，碘單質(zhì)滴入最后一滴溶液顏色由無(wú)色變化為藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，證明二氧化硫全部反應(yīng)，故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螘r(shí)溶液顏色由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）因?yàn)辄S鐵礦燃燒不完全則生成的二氧化硫偏少以及二氧化硫沒(méi)充分吸收或部分氧化成三氧化硫，所以與碘單質(zhì)反應(yīng)的二氧化硫偏小，故測(cè)出的黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常將偏低，
故答案為：黃鐵礦燃燒不完全或二氧化硫沒(méi)充分吸收或部分氧化成三氧化硫；
（5）若稱得礦樣的質(zhì)量為6g，消耗標(biāo)準(zhǔn)碘溶液的體積為600mL 濃度為0.1mol•L^-1，碘單質(zhì)物質(zhì)的量=0.1mol•L^-1×0.6L=6×10^-2mol；依據(jù)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算；
I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
1 1
6×10^-2mol n（SO₂）
n（SO₂）=6×10^-2mol
則該黃鐵礦樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{6×1{0}^{-2}mol×32g/mol}{6g}$×100%=32%，
故答案為：32%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和過(guò)程分析判斷，滴定實(shí)驗(yàn)的過(guò)程理解和溶液配制的基本操作步驟應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．