Question

【题目】黄铁矿（主要成分为FeS2，杂质不含硫元素）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS2含量进行了如下的实验探究（假设每步反应均完全）。

【查阅资料】 ①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O

【实验探究】

Ⅰ. 称取2.40 g黄铁矿样品放入下图所示装置（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。

Ⅱ. 反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

【问题讨论】

（1）Ⅰ装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是______________。

（2）Ⅰ装置中乙瓶内发生反应的化学反应方程式是____________________。

【含量测定】

（3）计算该黄铁矿中FeS2的质量分数__________________。（请写出计算过程）

【交流反思】

（4）如果缺少甲装置，则最终测得FeS2的质量分数将会________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（5）Ⅱ中检验滤渣是否洗涤干净的方法是，取最后一次洗涤液，加入_____________，说明已洗涤干净。

【拓展应用】

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示：

（6）接触室中发生反应的化学方程式为________________________。化学实验室常需要用到较稀的硫酸，把浓硫酸稀释的操作是_______________________________________，硫酸是一种重要的化工产品，用途十分广泛，请写出稀硫酸的一种用途______________________。

（7）依据生产硫酸的工艺流程图，下列说法正确的是_______________（填字母）。

A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎 B．催化剂能够提高SO2的反应速率和产量

C．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 D．吸收塔中为了提高吸收效率，采用喷淋的方式

Answer 1

【答案】 吸收空气中的二氧化碳 方程式略 硫元素的质量：4.66g*32/233=0.64g FeS2的质量：0.64g/64/120=1.2g 1.2g/2.4g*100%=50% 偏大 滴加硫酸钠溶液，若无白色沉淀，则已洗净。（合理即可） 2SO2+O2＝2SO3 酸入水，边加边搅拌(合理即可) ACD

【解析】（1）由于空气中的二氧化碳能与氢氧化钠反应，会对实验造成干扰，故要将空气中的二氧化碳除去；氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式表示为：2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O；（3）最终所得的沉淀是硫酸钡沉淀，根据硫原子守恒可得硫元素的质量。设硫元素的质量为x；

S——--BaSO4

32 233

X 4.66g

x=0.64g

FeS2的质量= 1.2g

该黄铁矿中FeS2的质量分数= 50% ；

（4）如果缺少甲装置，那么亚硫酸钠的质量偏大，沉淀的质量也偏大，最终导致测得FeS2的质量分数偏大；（5）Ⅱ中检验滤渣是否洗涤干净，即证明滤渣上是否含有氯化钡，那么可滴加硫酸钠溶液，若无白色沉淀，则已洗净；（6）由工业流程图可知，接触室中，在催化剂的催化作用下，二氧化硫和氧气反应生成了三氧化硫，反应的化学方程式表示为：2SO2+O22SO3 ；稀释浓硫酸的方法是：将浓硫酸沿容器的内壁慢慢的注入水中并不断的搅拌；稀硫酸是主要的化工原料，可用于生产化肥、农药、火药，还可用于除铁锈等；（7）A、将黄铁矿粉碎可增大与氧气的接触面积，使其充分燃烧，正确；B、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的量，错误；C、沸腾炉排出的矿渣含有铁元素，可用于炼铁，正确；D、采用喷淋的方式可使它们充分接触，提高吸收效率，正确。故选ACD。