Question

目前流行的關(guān)于生命起源假設(shè)的理論認(rèn)為，生命起源于約40億年前的古洋底的熱液環(huán)境，這種環(huán)境系統(tǒng)中普遍存在鐵硫簇結(jié)構(gòu)，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，這些鐵硫簇結(jié)構(gòu)參與了生命起源的相關(guān)反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組在研究某鐵硫簇結(jié)構(gòu)的組成時(shí)，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】　確定硫的質(zhì)量：

按圖連接裝置，檢查好裝置的氣密性后，在硬質(zhì)玻璃管A中放入1.0 g鐵硫簇結(jié)構(gòu)(含有部分不反應(yīng)的雜質(zhì))，在試管 B中加入50 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在試管C中加入品紅溶液。通入空氣并加熱，發(fā)現(xiàn)固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色。待固體完全轉(zhuǎn)化后，將B中溶液轉(zhuǎn)移至 250 mL 容量瓶，洗滌試管B后定容。取25.00 mL該溶液用0.01 mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的 KMnO4。記錄數(shù)據(jù)如下：

滴定次數(shù)	待測(cè)溶液體積/mL	草酸溶液體積/mL
滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	1.50	23.70
2	25.00	1.02	26.03
3	25.00	0.00	24.99

相關(guān)反應(yīng)：①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋

②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O

【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】　確定鐵的質(zhì)量：

將實(shí)驗(yàn)Ⅰ硬質(zhì)玻璃管A中的殘留固體加入稀鹽酸中，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，在濾液中加入足量的NaOH溶液，過濾后取濾渣，經(jīng)充分灼燒得0.6 g固體。

試回答下列問題：

(1)判斷滴定終點(diǎn)的方法是____________________。

(2)試管C中品紅溶液的作用是__________________________________________。

有同學(xué)提出，撤去C裝置對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，你的看法是________(選填“同意”或“不同意”)，理由是____________________________。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的數(shù)據(jù)可確定該鐵硫簇結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為____________________。

【問題探究】　滴定過程中，細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)該KMnO4溶液顏色褪去的速率較平常滴定時(shí)要快得多。為研究速率加快的原因，該同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

編號(hào)	溫度/℃	酸化的H2C2O4溶液/mL	KMnO4溶液/mL	溶液褪色時(shí)間/s
1	25	5.0	2.0	40
2	25	5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末)	2.0	4
3	60	5.0	2.0	25

(4)分析上述數(shù)據(jù)，滴定過程中反應(yīng)速率加快的一種可能原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏尾菟崛芤簳r(shí)，錐形瓶中溶液由淺紅色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變化

(2)驗(yàn)證SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收　同意

當(dāng)B中溶液顏色不變化，即可證明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收

(3)Fe3S4

(4)Mn2＋對(duì)反應(yīng)起到催化作用(或反應(yīng)放熱使溫度升高)，加快反應(yīng)速率

解析　(3)第1次滴定時(shí)H2C2O4溶液體積誤差較大，舍去，第2、3次取平均值，V(H2C2O4)＝25.00 mL。與H2C2O4反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為0.01 mol·L－1×0.025 L×＝0.000 1 mol，與SO2反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為 0.05 L×0.100 mol·L－1－10×0.000 1 mol＝0.004 mol，n(SO2)＝0.004 mol×＝0.01 mol，n(S)＝0.01 mol；0.6 g 固體為Fe2O3，n(Fe)＝×2 mol＝0.007 5 mol，＝＝，所以該鐵硫簇結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為Fe3S4。(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2知，Mn2＋可使反應(yīng)速率加快；對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、3知，溫度升高，反應(yīng)速率加快。