Question

【題目】黃鐵礦(主要成分為FeS2，雜質(zhì)高溫下不反應。)是我國硫酸廠制取硫酸的主要原料。

某興趣小組欲測定某黃鐵礦中FeS2含量，設計了如下實驗 (假設每步反應均完全)。

【查閱資料】 ①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 ②Na2SO3+H2O2 ＝Na2SO4+H2 ③BaSO4為一種不溶于水、不溶于鹽酸的沉淀。

【實驗探究】

Ⅰ．稱取4.80 g黃鐵礦樣品放入下圖所示裝置(夾持和加熱裝置省略)的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應完全。

Ⅱ．反應結束后，將B瓶中的溶液按上圖流程進行處理。

【問題討論】

（1）Ⅰ中B瓶內(nèi)發(fā)生反應的化學反應方程式是______和______；

（2）Ⅰ中通入的空氣中作用是______和______；

（3）Ⅱ中加入鹽酸溶液的目的是______；

（4）Ⅱ中檢驗濾渣洗滌是否干凈的方法是______。

【含量測定】

（5）另取4.80g黃鐵礦樣品在空氣中加熱，測出樣品的固體殘留率（×100%）隨溫度的變化如下圖所示，計算該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分數(shù)為______。(請寫出計算過程)

Answer 1

【答案】 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O； 提供反應所需的氧氣 將生成的二氧化硫氣體排入裝置B中 除去產(chǎn)生的BaCO3沉淀； 取最后一次洗滌液1～2mL于試管中，向其中滴加硝酸銀（或稀硫酸、碳酸鈉）溶液，若無白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈。 75%

【解析】（1）根據(jù)空氣中的二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水及FeS2與氧氣反應生成的二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水解答；（2）根據(jù)空氣能提供與硫化亞鐵反應所需的氧氣和將生成的二氧化硫氣體排入裝置B中解答；（3）根據(jù)鹽酸能將反應生成的碳酸鋇除去解答；（4）根據(jù)過濾出來的硫酸鋇沉淀是濕潤的分析解答；（5）根據(jù)反應的化學方程式計算解答。（1）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水，反應的化學方程式為SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；（2）Ⅰ中通入的空氣中作用是提供反應所需的氧氣和將生成的二氧化硫氣體排入裝置B中；（3）B瓶中主要的溶質(zhì)是碳酸鈉和亞硫酸鈉，向B瓶中加入過氧化氫溶液，亞硫酸鈉與過氧化氫溶液反應生成硫酸鈉，再加入過量氯化鋇溶液，氯化鋇溶液與碳酸鈉、硫酸鈉反應生成碳酸鋇和硫酸鋇沉淀，然后加入鹽酸，鹽酸能與碳酸鋇反應生成氯化鋇。故Ⅱ中加入鹽酸溶液的目的是除去產(chǎn)生的BaCO3沉淀；（4）過濾出來的硫酸鋇沉淀是濕潤的，可能帶有過量的氯化鋇溶液，故Ⅱ中檢驗濾渣洗滌是否干凈的方法是取最后一次洗滌液1～2mL于試管中，向其中滴加硝酸銀（或稀硫酸、碳酸鈉）溶液，若無白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈；（5）設4.80g黃鐵礦樣品中雜質(zhì)質(zhì)量為x。

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

4×120 2×160

4.8-x 4.8×75％-x

x=1.2g

該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分數(shù)=×100％=75％

答：該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分數(shù)為75％。