Question

（15分）【化學——選修2：化學與技術】
（一）硫酸廠常用煅燒黃鐵礦(FeS₂)來制取硫酸。
　 （1）煅燒黃鐵礦的主要化學方程式為 　　　　　　　　　　　                  。
　 （2）SO₂和O₂的反應為　2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g），該反應在體積不變的密閉容器中進行，則下列         （填序號）可作為反應達到平衡的判斷依據。
A．v_正(SO₂)=v_正(SO₃)      
B．各組分的體積分數不再變化   
C．反應體系的溫度不再變化  
D．混合氣體的平均相對分子質量不再變化
E．混合氣體的密度不再變化
　 （3）熱交換器是實現冷熱交換的裝置，化學實驗中也經常利用熱交換來實現某種實驗目的。試分析氣、液熱交換時通常使用的儀器是________________________。（寫名稱）
　 （4）硫酸工業所產生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂，微量的SO₃和酸霧。能用于測定硫酸尾氣中SO₂含量的試劑是___________________。（填序號）
A.NaOH溶液、酚酞試液              B.KMnO₄溶液、稀硫酸
C. 氨水、酚酞試液                   D.碘水、淀粉溶液
（二）實驗室常用硫酸廠的燒渣(主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂)來制備綠礬（FeSO₄·7H₂O）。
其中測定綠礬產品中FeSO₄·7H₂O含量的實驗步驟為：
a．稱取5.2 g產品，溶解，配成250 mL溶液
b．量取25.00 ml待測液于錐形瓶中
c．用硫酸酸化的0. 01 mol/LKMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積35.00 mL。
據此，請分析：
（1）滴定時反應的離子方程式為（完成并配平離子反應方程式）。

（2）滴定達到終點的標志是                             。
（3）產品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為             。

Answer 1

（除標注外，每空2分，共15分）
（一） (1) 4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO₂    (2) B C D（少對一個扣1分，有錯計0分）            (3) 冷凝管   （4）B D（對一個計1分，有錯計0分）
（二）（1） 5     1    8H⁺      5    1     4H₂O （有錯計0分 ）
（2） 滴加最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無色變成淺紫色，且半分鐘不恢復原來顏色（合理答案均計分）
（3） 93.56% 或93.6%（3分）

解析試題分析：（一）（1）黃鐵礦的主要成分是FeS₂ ，與氧氣反應生成二氧化硫、氧化鐵，化學方程式為4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO_2  ；
（2）A、都表示正反應速率，錯誤；B、各組分的體積分數不再變化，說明反應已達平衡狀態，正確；C、該反應的熱效應不為0，所以無論是吸熱還是放熱反應，未達 平衡時溫度都在變化，當溫度不再變化時，說明已達平衡狀態，正確；D、該反應是氣體的物質的量發生改變的可逆反應，所以氣體的相對分子質量一直變化，當達到平衡時氣體的平均相對分子質量不再變化，正確；E、體積不變的容器中，根據質量守恒定律，氣體的密度一直不變，不能判斷平衡是否到達，錯誤，答案選BCD；
（3）化學實驗室中常用作熱交換的儀器是冷凝管；
（4）A、SO₂，微量的SO₃、酸霧都與氫氧化鈉溶液反應，所以無法測定二氧化硫的含量，錯誤；B、二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液反應，其余物質不反應，可以測定二氧化硫的含量，正確；C、氨水溶液顯堿性，與A的道理相同，不能測定二氧化硫的含量，錯誤；D、二氧化硫與碘反應，藍色溶液變為無色，其余物質不與碘反應，可以測定二氧化硫的含量，正確，答案選BD；
（二）（1）酸性高錳酸鉀溶液的氧化性更強，所以反應物的空白處應是H⁺，則產物的空白處應是H₂O，根據得失電子守恒規律，Mn元素化合價降低5價，Fe元素化合價升高1價，所以Fe元素的系數是5，Mn元素的系數是1，再根據電荷守恒、觀察法配平其余物質的系數，答案是5     1    8H⁺      5    1     4H₂O；
（2）用酸性高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子，高錳酸鉀溶液為紫色，滴定達到終點時，滴加最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無色變成淺紫色，且半分鐘不恢復原來顏色；
（3）消耗高錳酸鉀的物質的量為0.035L×0.01mol/L,則原溶液中Fe²⁺的物質的量為0.035L×0.01mol/L×5×10=0.0175mol，所以FeSO₄·7H₂O的質量是0.0175mol×278g/mol=4.865g,則產品中FeSO₄·7H₂O的質量分數為4.865g/5.2g×100%=93.56%.
考點：考查硫酸工業，反應原理，化學平衡狀態標志的判斷，氧化還原反應的計算