Question

1．在高溫時硫鐵礦（主要成分FeS₂）和氧氣反應生成三氧化二鐵和二氧化硫（假設硫鐵礦中的雜質不參與反應）．某化學研究學習小組對硫鐵礦樣品進行如下實驗探究：
【實驗一】測定硫元素的含量
Ⅰ．實驗裝置如下圖所示（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玻璃管D中．從A向B中逐滴滴加液體，使氣體發生裝置不斷地緩緩產生氣體，高溫灼燒硬質玻璃管D中的硫鐵礦樣品至反應完全．

Ⅱ．反應結束后，將E瓶中的溶液進行如下處理：

【實驗二】測定鐵元素的含量
Ⅲ．測定鐵元素含量的實驗步驟如下：
①%2足量稀硫酸溶解已冷卻的硬質玻璃管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，三次滴定實驗所需KMnO₄溶液體積的平均值為V mL．
請根據以上實驗，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溶液發生反應的離子方程式為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；滴定終點的標志是當滴入最后一滴酸性KMnO₄標準液時，溶液出現淺紅色，且30S內不復原．
（5）假設在整個實驗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量分數為$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．（用含m₁和m₂的代數式表示）

Answer 1

分析 （1）根據裝置圖可知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，選用濃硫酸進行干燥；鐵礦石和氧氣反應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境；
（3）Ⅱ中加入過量H₂O₂溶液發生的反應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，滴定終點時溶液會出現淺紅色；
（5）樣品質量為m₁g，依據流程分析可知得到硫酸鋇沉淀為m₂g，依據硫元素守恒計算硫元素質量得到硫元素的質量分數；

解答 解：（1）根據裝置圖可知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，選用濃硫酸進行干燥；鐵礦石和氧氣反應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溶液發生的反應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，滴定終點的標志是當滴入最后一滴酸性KMnO₄標準液時，溶液出現淺紅色，且30S內不復原，
故答案為：250mL容量瓶；當滴入最后一滴酸性KMnO₄標準液時，溶液出現淺紅色，且30S內不復原；
（5）樣品質量為m₁g，依據流程分析可知得到硫酸鋇沉淀為m₂g，硫元素物質的量=硫酸鋇物質的量=$\frac{m{\;}_{2}g}{233g/mol}$=$\frac{m{\;}_{2}}{233}$mol；依據硫元素守恒計算硫元素質量得到硫元素的質量分數=$\frac{\frac{m{\;}_{2}}{233}mol×32g/mol}{m{\;}_{1}g}$×100%=$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%，
故答案為：$\frac{32m{\;}_{2}}{233m{\;}_{1}}$×100%．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究方法和實驗分析判斷，過程中的定量計算關系是解題關鍵，題目難度中等．