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黄铁矿(主要成分为FeS2)是我国大多数硫酸厂制取的主要原料.某化学学习小组对黄铁矿石进行如下实验探究:
[实验一]为测定硫元素的含量
I.将m1g该黄铁矿样品放入如图1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图2处理.

[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下:
①用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣;
②加还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+后,过滤、洗涤;
③将滤液稀释至250mL;
④每次取稀释液25.00mL,用已知物质的量浓度为cmol/L的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为VmL(该反应中还原产物为Mn2-
请完成下列填空:
(1)已知12gFeS2完全燃烧放热85.3kJ,则FeS2燃烧热的化学方程式是
FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol
FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol

(2)I中,甲瓶内所盛试剂是
NaOH
NaOH
溶液;乙瓶内发生反应的离子方程式有
2OH-+SO2═SO32-+H2O
2OH-+SO2═SO32-+H2O
;I中玻璃纤维的作用是
防止粉尘进入导管和乙装置
防止粉尘进入导管和乙装置

(3)II中的滤渣在称量前还应进行的操作是
洗涤、干燥
洗涤、干燥
;II中,所加H2O2溶液需足量的理由是
使SO32- 完全转化成SO42-
使SO32- 完全转化成SO42-

(4)III的步骤③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒外,还有
250ml容量瓶
250ml容量瓶
;④中取稀释液25.00mL需用的仪器是
酸式滴定管
酸式滴定管

(5)该黄铁矿中硫元素的质量分数
32m2
233m1
×100%
32m2
233m1
×100%
(用I、II中有关实验数据表达);该黄铁矿中铁的元素的质量分数
2.8CV
m1
×100%
2.8CV
m1
×100%
(用I、II中有关实验数据表达)
分析:(1)根据书写热化学方程式的方法和燃烧热的概念计算并书写;
(2)为防止最后乙溶液中混有BaCO3沉淀而影响实验结果,应将空气中的二氧化碳除去,所以甲装置中可用NaOH溶液,过量NaOH溶液与SO2反应生成SO32-和H2O,离子方程式为2OH-+SO2═SO32-+H2O;反应中可用玻璃纤维防止粉尘进入导管和乙装置;
(3)为准确称量固体的质量,在称量之前需洗涤和干燥;为减少实验误差,最后使完全转化成SO42-,从而完全生成硫酸钡沉淀;
(4)配制250ml一定物质的量浓度的溶液需要烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、250ml容量瓶等仪器,高锰酸钾溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管量取;
(5)根据硫元素守恒和铁元素守恒计算质量分数.
解答:解:(1)12gFeS2的物质的量为0.1mol,所以1mol完全燃烧放出的热量为853KJ,故答案为:FeS2(s)+
11
4
O2(g)═
1
2
Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol; 
(2)为防止最后乙溶液中混有BaCO3沉淀而影响实验结果,应将空气中的二氧化碳除去,所以甲装置中可用NaOH溶液,过量NaOH溶液与SO2反应生成SO32-和水H2O,离子方程式为2OH-+SO2═SO32-+H2O;反应中可用玻璃纤维防止粉尘进入导管和乙装置,故答案为:NaOH;2OH-+SO2═SO32-+H2O;防止粉尘进入导管和乙装置;
(3)为准确称量固体的质量,在称量之前需洗涤和干燥;为减少实验误差,最后使完全转化成SO42-,从而完全生成硫酸钡沉淀,故答案为:洗涤、干燥;使SO32- 完全转化成SO42-
(4)配制250ml一定物质的量浓度的溶液需要烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、250ml容量瓶等仪器,高锰酸钾溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管量取.答案为:250ml 容量瓶;  酸式滴定管;
(5)根据硫元素守恒,m1gFeS2中的硫元素最终全部生成BaSO4,则有:n(BaSO4)=
m2
233
mol,所以n(S)=
m2
233
,其质量为
m2
233
×32
,所以黄铁矿中硫元素的质量分数为:
32m2
233m1
×100%
;根据反应关系(电子守恒):
       MnO4-~5Fe2+
CV×10-3mol   5CV×10-3mol,
则原样品中含铁元素的质量为:
5CV× 10-3×10mol× 56g/mol
m1
×100%
=
2.8CV
m1
×100%

故答案为:
32m2
233m1
×100%
2.8CV
m1
×100%
点评:本题考查物质成分和含量的测定,涉及过滤和溶液的配制等操作,具有较强的综合性,解题时注意从质量守恒的角度分析.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:2007年普通高等学校招生全国统一考试、化学(广东卷) 题型:038

黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4

(1)

将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L.计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程).

(2)

已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有________(填字母)

A、升高温度
B、降低温度
C、增大压强
D、减小压强
E、加入催化剂
F、移出氧气

(3)

SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料,反应的化学方程式为________

(4)

将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4.酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其原因是________

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科目:高中化学 来源: 题型:

黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4

(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol·L-1。计算该条件下SO2的平衡转化率(写出计算过程)。

(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有___________(填字母)。

A.升高温度  B.降低温度  C.增大压强  D.减小压强  E.加入催化剂  F.移出氧气

(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到更重要的化工原料,反应的化学方程式为___________________________。

(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其原因是_______________________________________________________。

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年四川省眉山市高三第一次诊断性考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约10%,MgO约5%。目前我国已经在技术上取得突破——从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用。其流程和相关数据如下:

查资料得知:

物质名称

溶度积(Ksp)

pH值

开始沉淀

完全沉淀

Mg(OH)2

5.6×1012

9.3

10.8

Fe(OH)3

2.8×1016

2.7

3.7

Al(OH)3

1.3×1033

3.7

4.7

 

请回答下列问题:

(1)写出固体A的化学式为          

(2)若要测定溶液的pH是否达到3.7,下列实验用品中可选用的是      

A.石蕊试液     B.广泛pH试纸    C.精密pH试纸    D.pH计

(3)完成下列离子反应方程式

①溶液D生成固体E      ;       ②溶液F生成固体G      

(4)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定氧化物,需进行的实验操作为     

(5)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液H中c(Mg2)=      

 

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科目:高中化学 来源:同步题 题型:填空题

黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4
(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得
c(SO3)= 0. 040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K 和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
 (2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高 SO2平衡转化率的有____(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂 F.移出氧气
(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料,反应的化学方程式为___________________。
(4)将黄铁矿的燃料产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其原因是__________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:

化学工业在国民经济中占有极其重要的地位,江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。主要方程式和主要设备: (黄铁矿的主要成分为FeS2) 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2 (沸腾炉)  2SO2+O22SO(接触室)    SO3+H2O=H2SO4(吸收塔)

(1)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有          (填写序号)。

        A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎      B.接触室的反应使用V2O5作催化剂

C.接触室中不使用很高的温度      D.净化后炉气中要有过量的空气

E.接触室中的氧化在常压下进行    F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

(2)0.1mol/L的NaHSO3溶液中,有关粒子浓度由大到小的顺序为:

   c (Na+)>c (HSO3)>c (SO32)>c (H2SO3

①该溶液中c (H+        c (OH)(填“>”、“=” 或“<” ),其理由是(用离子方程式表示):                                     

②现向NaHSO3溶液中,逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液,可观察到的现象是                    ,反应的离子方程式为:                    

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