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黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS₂）进行如下实验探究．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m₁ g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（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中，石英管中发生的反应方程式为．
（2）Ⅱ中，为判断所加BaCl₂是否过量，有同学设计了如下实验方案，其中合理的是
A．取少量上层清液，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
B．取少量上层清液，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
C．待浊液澄清后，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
D．待浊液澄清后，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为．
[实验二]测定黄铁矿中铁元素的含量
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取稀释液25.00mL，用浓度为0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，实验平均消耗KMnO₄溶液体积为V mL．
问题讨论：
（4）④中，需要用到的主要仪器有；
（5）②中，若选用铁粉作还原剂．你认为合理吗？，理由是．
（6）黄铁矿中铁元素的质量分数为__．

解：实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫，反应方程式为4FeS₂+11O₂ $\text{[math]}$ 2Fe₂O₃+8SO₂，
故答案为：4FeS₂+11O₂ $\text{[math]}$ 2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）加入BaCl₂溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，判断所加BaCl₂是否过量方法是：待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量，
故选C；
（3）m₂g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ mol，根据硫元素守恒可知黄铁矿中硫元素的质量为 $\text{[math]}$ mol×32g/mol= $\text{[math]}$ g，所以硫铁矿中硫元素的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ ×100%，故答案为： $\text{[math]}$ ×100%；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶，
故答案为：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe²⁺，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量，导致测定的硫铁矿中铁元素的质量分数偏高，故不能用铁作还原剂，
故答案为：不合理；用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）令m₁g硫铁矿中铁元素的质量为a，硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，则：
5Fe²⁺～MnO₄^-
280g 1mol
a 0.001VL×0.1mol/L× $\text{[math]}$ =0.001Vmol
所以a= $\text{[math]}$ ×280g/mol=0.28Vg
所以硫铁矿中铁元素的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ %，故答案为： $\text{[math]}$ %．
分析：实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫；
（2）加入BaCl₂溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl₂，检验是否含有硫酸根离子，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量；
（3）m₂g是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算黄铁矿中硫元素的质量分数；
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe²⁺，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，根据电子转移守恒可得关系式5Fe²⁺～MnO₄^-，据此计算硫铁矿中铁元素的质量，进而计算铁元素的质量分数．
点评：本题考查学生对实验原理的理解、实验基本操作、对操作的评价、氧化还原滴定、化学计算等，综合性较大，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．

练习册系列答案

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS₂）进行如下实验探究．
【实验一】：测定硫元素的含量
I．将m₁g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（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得到红棕色固体和一种刺激性气味的气体．写出石英管中发生反应的化学方程式为：

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂

．

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中，甲中所盛试剂是

碱石灰

．
（2）Ⅱ中，所加H₂O₂溶液需足量的理由是

使SO₃^2-完全氧化为SO₄^2-

；
发生反应的离子方程式为

SO₃^2-+H₂O₂=SO₄^2-+H₂O

．
（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为

32m2

233m1

×100%

32m2

233m1

×100%

．
【实验二】：设计以下实验方案测定铁元素的含量

问题讨论：
（4）②中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；若将稀释液久置后再用酸性KMnO₄滴定，则所测得的铁元素的含量

偏小

．
（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有

250mL容量瓶

．
（6）某同学一共进行了三次滴定实验，三次实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO₄溶液体积/mL	26.42	25.05	24.95

根据所给数据，计算该稀释液中Fe²⁺的物质的量浓度为c=

0.5mol/L

．（提示：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O）

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2011?枣庄模拟）黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS₂）进行如下实验探究．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m₁ g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（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中，石英管中发生的反应方程式为

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂

．
（2）Ⅱ中，为判断所加BaCl₂是否过量，有同学设计了如下实验方案，其中合理的是

A．取少量上层清液，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
B．取少量上层清液，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
C．待浊液澄清后，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
D．待浊液澄清后，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量．
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为

32m2

233m1

×100%

32m2

233m1

×100%

．
[实验二]测定黄铁矿中铁元素的含量
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取稀释液25.00mL，用浓度为0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，实验平均消耗KMnO₄溶液体积为V mL．
问题讨论：
（4）④中，需要用到的主要仪器有

铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶

；
（5）②中，若选用铁粉作还原剂．你认为合理吗？

不合理

，理由是

用铁作还原剂会增加铁元素的量

．
（6）黄铁矿中铁元素的质量分数为

28V

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS₂）进行如下实验探究．
[实验一]为测定硫元素的含量
Ⅰ．将m₁ g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．石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂