20.硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛.化学兴趣小组的同学围绕着硫酸进行了研究性学习活动.
活动一:了解硫酸的工业生产
【课外阅读】黄铁矿(主要成分为FeS
2,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.工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的部分工艺流程图如下所示:
【问题讨论】
(1)绿色化学又称环境友好化学,其核心是利用化学原理来减少和消除工业生产对环境的影响.上述流程中体现绿色化学理念的是:将SO
2循环利用.
(2)接触室中发生反应的化学方程式为2SO
2+O
2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$2SO
3.
(3)化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸,但在实验中常需要用到较稀的硫酸.要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸,需要水的质量是880g.硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途除铁锈、实验室制氢气的原料等.
活动二:测定某黄铁矿中FeS
2的含量(假设每步反应均完全).
【查阅资料】①4FeS
2+11O
2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe
2O
3+8SO
2 ②Na
2SO
3+H
2O
2=Na
2SO
4+H
2O
【实验探究】
Ⅰ.称取1.60g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】
(4)Ⅰ中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是除去进入装置的空气中的二氧化碳.
(5)Ⅱ中向乙瓶溶液中加入H
2O
2溶液与过量BaCl
2溶液后,需要不断振荡锥形瓶,目的是:加快并充分反应.
(6)Ⅱ中最终得到的4.66g固体是BaSO
4或硫酸钡(填物质的名称或化学式).
(7)该黄铁矿中FeS
2的质量分数是75%.
【交流反思】
(8)如缺少甲装置,则最终测得FeS
2的质量分数将会偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(9)Ⅱ中证明所加BaCl
2溶液过量的方法是取滤液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,若没有白色沉淀,则氯化钡过量.取少量滤液于试管中,加入硫酸或者硫酸钠,产生白色沉淀,则说明氯化钡溶液加入过量.
【拓展思考】
(10)若将14.6克已经部分被氧化的锌粉与196克10%的稀硫酸恰好完全反应,求反应后所得溶液的溶质质量分数是15.3%.(精确至0.1%)(请写出计算过程)