Question

18．某化學興趣小組以黃鐵礦（主要成分為FeS₂）為原料進行如下實驗探究．為測定黃鐵礦中硫元素的質量分數，將m₁g該黃鐵礦樣品放入如圖1所示裝置中，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．

（1）儀器B的名稱是酒精噴燈．
（2）儀器A的作用是干燥空氣，錐形瓶C中NaOH溶液的作用是吸收生成的SO₂，防止其污染空氣．
（3）反應結束后將錐形瓶C中的溶液進行如如2處理：
①操作Ⅱ是洗滌、烘干、稱重，其中洗滌的具體方法為將固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2～3次．
②上述流程中生成固體反應的離子方程式為SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O．
③經過分析，向m₂g固體中加入過量稀鹽酸時，無明顯現象，則該黃鐵礦中硫元素的質量分數為$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的代數式表示）．

Answer 1

分析 測定黃鐵礦中硫元素的質量分數，黃鐵礦（主要成分為FeS₂）與空氣在高溫條件下反應，由氫氧化鈉吸收生成的二氧化硫氣體，為防止空氣中二氧化碳的干擾，儀器A用堿石灰干燥空氣，得到亞硫酸鈉溶液，與過氧化氫反應，被氧化為硫酸根離子，再與氯化鋇生成沉淀，根據沉淀硫酸鋇的質量，由元素質量守恒計算硫元素的質量分數，據此分析作答．

解答 解：（1）儀器B為酒精噴燈；
故答案為：酒精噴燈；
（2）為防止空氣中二氧化碳的干擾，儀器A用堿石灰干燥空氣；由氫氧化鈉吸收生成的二氧化硫氣體，防止其污染空氣；
故答案為：干燥空氣；吸收生成的SO₂，防止其污染空氣；
（3）①洗滌的方法為：將固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2～3次；
故答案為：將固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2～3次；
②上述流程中生成固體反應為亞硫酸被過氧化氫氧化為硫酸根離子，再與氯化鋇生成沉淀，離子方程式為：SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O；
故答案為：SO₃^2-+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O；
③得到沉淀質量為m₂g為硫酸鋇的質量，物質的量=$\frac{{m}_{2}}{233}$mol；
根據硫元素守恒，則黃鐵礦中硫元素的質量分數=$\frac{\frac{{m}_{2}}{233}×32}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%；
故答案為：$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%．

點評 本題考查了探究物質的含量實驗，根據元素化合物的性質來分析解答即可，難度不大，注意為防止空氣中二氧化碳的干擾，通入石英管中的空氣要先除去二氧化碳過程計算式關鍵．