Question

工業(yè)上可用下列裝置來測定黃鐵礦中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（忽略SO₂、H₂SO₃與氧氣的反應(yīng)）
實(shí)驗(yàn)的正確操作步驟如下：
A．連接好裝置，并檢查裝置的氣密性
B．稱取研細(xì)的黃鐵礦樣品
C．將2.0g樣品小心地放入硬質(zhì)玻璃管中
D．以1L/min的速率鼓入空氣
E．將硬質(zhì)玻璃管中的黃硫鐵礦樣品加熱到800℃～850℃
F．用300mL的飽和碘水吸收SO₂，發(fā)生的反應(yīng)是：I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄
G．吸收液用CCl₄萃取，分液
H．取20.00mL吸收液，用標(biāo)準(zhǔn)0.2000mol?L^-1的NaOH溶液滴定．
試回答：
（1）已知：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂如12gFeS₂完全燃燒放熱85.3kJ，則FeS₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）步驟G中所用主要儀器是

 

，應(yīng)取

 

（填“上”或“下”）層溶液進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)．
（3）裝置①的作用是

 

．
（4）步驟H中滴定時應(yīng)選用

 

作指示劑
（5）假定黃硫鐵礦中的硫在操作E中已全部轉(zhuǎn)化為SO₂，并且被飽和碘水完全吸收．滴定得到的數(shù)據(jù)如表所示：

滴定次數(shù)	待測液體的體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)堿溶液的體積/mL
		滴定前	滴定后
第一次	20.00mL	0.00	20.58
第二次	20.00mL	0.22	20.20
第三次	20.00mL	0.36	20.38

則硫鐵礦樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）
（6）也有人提出用“沉淀質(zhì)量法”測定黃鐵礦中含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若用這種方法測定，最好是在裝置⑤所得吸收液中加入下列哪種試劑

 

．
A．硝酸銀溶液    B．氯化鋇溶液     C．澄清石灰水      D．酸性高錳酸鉀溶液．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)12gFeS₂完全燃燒放熱85.3kJ，則1molFeS₂（120g）完全燃燒放熱853kJ，結(jié)合燃燒熱的定義書寫；
（2）萃取、分液的主要儀器為分液漏斗，根據(jù)滴定生成的酸在水溶液中，所以需要取上層水溶液；
（3）裝置①裝有酸性高錳酸鉀溶液，具有強(qiáng)氧化性，可氧化除去空氣中的還原性氣體，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率；
（4）根據(jù)題意，用氫氧化鈉滴定混合強(qiáng)酸溶液，所以常用的指示劑為酚酞；
（5）對于多次測量數(shù)據(jù)一般要求平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由于第一次所消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積與后兩次相關(guān)較大，為減小誤差，只求后兩次標(biāo)準(zhǔn)液的體積的平均值：20.00ml，根據(jù)反應(yīng)4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，H⁺+OH^-═H₂O，得關(guān)系式S～SO₂～4H⁺～4OH^-，所以樣品中硫元素的質(zhì)量為：

0.020×0.20

4

mol×32g/mol×

300ml

20ml

=0.48g，所以樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.48

2.0

×100%=24.0%；
（6）裝置⑤所得溶液為HI、H₂SO₄的混合溶液，為測得硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最好選用能與SO₄^2-反應(yīng)生成不溶于酸性溶液的沉淀；

解答： 解：（1）12gFeS₂完全燃燒放熱85.3kJ，則根據(jù)燃燒熱概念，1molFeS₂（120g）完全燃燒放熱853kJ，故FeS₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式是FeS₂（S）+

11

4

O₂ =

1

2

Fe₂O₃（S）+2SO₂（g）△H=-853KJ/mol，故答案為：FeS₂（S）+

11

4

O₂ =

1

2

Fe₂O₃（S）+2SO₂（g）△H=-853KJ/mol；
（2）萃取、分液的主要儀器為分液漏斗，因?yàn)镃Cl₄密度大于水，所以萃取碘后，有機(jī)層在下層，水溶液為上層，則后續(xù)滴定生成的酸在水溶液中，所以需要取上層水溶液，故答案為：分液漏斗；上；
（3）裝置①裝有酸性高錳酸鉀溶液，具有強(qiáng)氧化性，可氧化除去空氣中的還原性氣體，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率，故答案為：除去空氣中的還原性氣體，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率；
（4）根據(jù)題意，用氫氧化鈉滴定混合強(qiáng)酸溶液，所以常用的指示劑為酚酞，故答案為：酚酞；
（5）對于多次測量數(shù)據(jù)一般要求平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由于第一次所消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積與后兩次相關(guān)較大，為減小誤差，只求后兩次標(biāo)準(zhǔn)液的體積的平均值：20.00ml，根據(jù)反應(yīng)4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄，H⁺+OH^-═H₂O，得關(guān)系式S～SO₂～4H⁺～4OH^-，所以樣品中硫元素的質(zhì)量為：

0.020×0.20

4

mol×32g/mol×

300ml

20ml

=0.48g，所以樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.48

2.0

×100%=24.0%，故答案為：24.0%；
（6）裝置⑤所得溶液為HI、H₂SO₄的混合溶液，為測得硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最好選用能與SO₄^2-反應(yīng)生成不溶于酸性溶液的沉淀，即氯化鋇符合題意，故選：B；

點(diǎn)評：本題考查了利用二氧化硫的性質(zhì)測定黃鐵礦中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，涉及熱化學(xué)方程式的書寫、滴定實(shí)驗(yàn)指示劑的選擇以及計(jì)算等，考查知識點(diǎn)較多，難度中等．