Question

【题目】（一）某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH4＋、Al3＋中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量（横坐标）与析出沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系，如下图1所示。请填写下列空白：

（1）在该溶液中含有的离子是_____________，物质的量浓度之比为_______________。

（2）所加的淡黄色固体是________________（化学式）。

（二）黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS（假设其他杂质中不含Fe、S元素，且高温下不发生化学变化），是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m1 g该黄铁矿石的样品放入如图2装置（夹持和加热装置略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。其反应的化学方程式为：

【实验一】：测定硫元素的含量

反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

（3）反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是（用化学方程式表示）________________________________________。

（4）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为______________（列出表达式即可）。

【实验二】：测定铁元素的含量

（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_________________。

（6）某同学一共进行了三次滴定实验，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL	25.00	25.03	24.97

根据所给数据，计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+) ＝_______________。

Answer 1

【答案】 Mg2＋、Al3＋、NH4＋ 1：1：3 Na2O2 Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O 32m2/233m1×100% 250mL容量瓶 0.5mol/L

【解析】（一）淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na2O2，图象实际为两个图合在一起，上面的一条曲线是气体，下面的一条曲线是沉淀，图象中加入8mol过氧化钠后，沉淀减小，且没有完全溶解，则溶液中一定没有Fe2＋和Cu2＋，一定有NH4＋、Al3＋、Mg2＋，加入8mol过氧化钠之后，生成气体减小，故加入8mol过氧化钠时，铵根离子完全反应。

（1）在该溶液中含有的离子是 Mg2＋、Al3＋、NH4＋ ; 由纵坐标可知：n（Mg2＋）=n[Mg（OH）2]=2mol，n（Al3＋）=4mol-n[Mg(OH)2]=2mol．当n（Na2O2）=8mol时，由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，可知n（O2）=8mol×1/2=4mol，所以n（NH4＋）=n（NH3）=10mol-n（O2）=6mol，故n（Mg2＋）：n（Al3＋）：n（NH4＋）=2mol：2mol：6mol=1：1：3; (2)淡黄色固体为Na2O2。

（二）（3）反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是：为使亚硫酸根离子完全转化为硫酸根离子，加入的双氧水要足量，发生的反应的化学方程式为：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O；

(4)最终所得沉淀是硫酸钡，根据硫原子守恒得硫的质量，设硫的质量为x，

S～～～BaSO4

32g 233g

x m2g

x=32m 2/233g

质量分数=

（5）步骤③中，一定物质的量浓度溶液的配制中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要250mL容量瓶；

（6））先求滴定过程中高锰酸钾溶液平均消耗体积==25mL，

氧化还原反应为：5Fe2＋+MnO4－+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O，设亚铁离子物质的量为n，则

5Fe2＋+MnO4－+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O

5 1

n 0.1mol·L－1×0.025L

n=0.0125mol；

c（Fe2＋）= =0.5000mol·L－1；