黄铁矿（主要成分为FeS 2 ）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下

Question

黄铁矿（主要成分为FeS 2 ）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究。[实验一]测定硫元素的含量。Ⅰ、将m 1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS 2 +11O 2 2Fe 2 O 3 +8SO 2 Ⅱ、反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理： 2
[实验二]测定铁元素的含量。
III、测定铁元素含量的实验步骤如图所示。 问题讨论：（1）I中，甲瓶内所盛试剂是____溶液。乙瓶内发生反应的离子方程式为____。（2）II中，乙瓶加入H 2 O 2 溶液时反应的离子方程式为_____________________。（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为_______________________。（4）III的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有____________________________________________。（5）III的步骤④中，表示滴定已达终点的现象是 （6）Ⅲ的步骤④进行了三次平行实验，测得消耗KMnO 4 溶液体积分别为24.98mL、24.80mL、25.02mL（KMnO 4 被还原为Mn 2+ ）。根据上述数据，可计算出该黄铁矿样品铁元素的质量分数为 。

Answer 1

（1）氢氧化钠（或氢氧化钾）（2分）   SO 2 +2OH — =SO 3 2— +H 2 O；（2SO 3 2— +O 2 =2SO 4 2— 未写不扣分）（2分） （2）SO 3 2— +H 2 O 2 =SO 4 2— +H 2 O   （2分） （3） （2分） （4）250ml容量瓶（2分） （5）最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色。（2分） （6） 或 或其它合理答案（2分）

试题分析：（1）为防止SO 2 进入到甲装置中，可用氢氧化钠（或氢氧化钾）吸收，乙瓶中的氢氧化钠吸收硬质玻璃管中产生的二氧化硫，发生反应的离子方程式为：SO 2 +2OH — =SO 3 2— +H 2 O，由于锥形瓶中也存在着未完全反应的氧气，故也发生2SO 3 2— +O 2 =2SO 4 2— （2）II中，乙瓶加入H 2 O 2 溶液时反应的离子方程式为SO 3 2— +H 2 O 2 =SO 4 2— +H 2 O ；（3）乙瓶中的溶液产生SO 4 2— ，SO 4 2— 与加入的氯化钡中的Ba 2+ 沉淀相结合发生沉淀反应：SO 4 2— +Ba 2+ =BaSO 4 ↓，即固体m 2 g为BaSO 4 ，结合题意列关系式如下： FeS 2 —2SO 4 2— —2BaSO 4 1mol          2mol            由此可知，硫元素在FeS 2 中的物质的量为 ，则其质量为： ，所以该黄铁矿中硫元素的质量分数为 ×﹪；（4）应为250ml容量瓶；（5）因为未加入KMnO 4 溶液之前，溶液中含有Fe 2+ ，溶液为浅绿色， 当加入最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色，则证明到达滴定终点。 （6）发生反应的化学方程式为5Fe 2+ +8H + +MnO 4 - =Mn 2+ +5Fe 3+ +4H 2 O,然后根据5Fe 2+ —MnO 4 - 列关系式可求得 该黄铁矿样品铁元素的质量分数为 或 与计算。