Question

目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境，这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。

【实验Ⅰ】　确定硫的质量：

按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质)，在试管 B中加入50 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后，将B中溶液转移至 250 mL 容量瓶，洗涤试管B后定容。取25.00 mL 该溶液用0.01 mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的 KMnO4。记录数据如下：

滴定次数	待测溶液体积/mL	草酸溶液体积/mL
滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	1.50	23.70
2	25.00	1.02	26.03
3	25.00	0.00	24.99

相关反应：①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋

②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O

【实验Ⅱ】　确定铁的质量：

将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后取滤渣，经充分灼烧得0.6 g固体。

试回答下列问题：

(1)判断滴定终点的方法是______________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)试管C中品红溶液的作用是_____________________________________________。

有同学提出，撤去C装置对实验没有影响，你的看法是________(选填“同意”或“不同意”)，理由是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为________________________________________________________________________。

【问题探究】　滴定过程中，细心的同学发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因，该同学继续进行了下列实验，实验数据如下表：

编号	温度/℃	酸化的H2C2O4溶液/mL	KMnO4溶液/mL	溶液褪色时间/s
1	25	5.0	2.0	40
2	25	5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末)	2.0	4
3	60	5.0	2.0	25

(4)分析上述数据，滴定过程中反应速率加快的一种可能原因是___________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)当滴入最后一滴草酸溶液时，锥形瓶中溶液由浅红色变为无色，且半分钟内不变化

(2)验证SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收　同意

当B中溶液颜色不变化，即可证明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收

(3)Fe3S4

(4)Mn2＋对反应起到催化作用(或反应放热使温度升高)，加快反应速率

解析　(3)第1次滴定时H2C2O4溶液体积误差较大，舍去，第2、3次取平均值，V(H2C2O4)＝25.00 mL。与H2C2O4反应的KMnO4的物质的量为0.01 mol·L－1×0.025 L×＝0.000 1 mol，与SO2反应的KMnO4的物质的量为 0.05 L×0.100 mol·L－1－10×0.000 1 mol＝0.004 mol，n(SO2)＝0.004 mol×＝0.01 mol，n(S)＝0.01 mol；0.6 g 固体为Fe2O3，n(Fe)＝×2 mol＝0.007 5 mol，＝＝，所以该铁硫簇结构的化学式为Fe3S4。(4)对比实验1、2知，Mn2＋可使反应速率加快；对比实验1、3知，温度升高，反应速率加快。