Question

【題目】黃鐵礦（主要成分為FeS2，雜質(zhì)不含硫元素）是我國(guó)大多數(shù)硫酸廠制取硫酸的主要原料。化學(xué)課外活動(dòng)小組為測(cè)定某黃鐵礦中FeS2含量進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究（假設(shè)每步反應(yīng)均完全）。

【查閱資料】

①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O

③Na2SO4+BaCl2＝BaSO4 ↓+2NaCl

④Na2CO3+BaCl2＝BaCO3 ↓+2NaCl

【實(shí)驗(yàn)探究】

Ⅰ. 稱取1.60 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?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全。

Ⅱ. 反應(yīng)結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進(jìn)行如下處理：

【問(wèn)題討論】

（1）Ⅰ中裝置中甲瓶?jī)?nèi)盛放的試劑是氫氧化鈉溶液，其作用是____________。

【含量測(cè)定】

（2）Ⅱ中最終得到的4.66g固體是_________（填物質(zhì)的化學(xué)式）。

（3）計(jì)算該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_________（請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程）

【交流反思】

（4）如果缺少甲裝置，則最終測(cè)得FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會(huì)_________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

（5）Ⅱ中證明所加BaCl2溶液過(guò)量的方法是_________________。

【拓展應(yīng)用】

工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下所示：

（6）接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，但在實(shí)驗(yàn)中常需要用到較稀的硫酸。要把100g上述濃硫酸稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸，需要水的質(zhì)量是________g，稀釋時(shí)，應(yīng)將_________沿?zé)�杯�?nèi)壁慢慢注入_______中，并不斷用玻璃棒攪拌。硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，用途十分廣泛，請(qǐng)寫出稀硫酸的一種用途_______________。

（7）依據(jù)生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖，下列說(shuō)法正確的是________（填字母）。

A．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎

B．催化劑能夠提高SO2的反應(yīng)速率和產(chǎn)量

C．SO2可做為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用

D．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵

Answer 1

【答案】 吸收空氣中的二氧化碳 BaSO4 硫元素的質(zhì)量：4.66g*32/233=0.64g

FeS2的質(zhì)量：0.64g/64/120=1.2g

1.2g/1.6g*100%=75% 偏大 取濾液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒(méi)有白色沉淀，則氯化鋇過(guò)量。（合理即可） 2SO2+O22SO3 880 濃硫酸 水 詳見解析 ACD

【解析】 (1). 吸收二氧化碳用氫氧化鈉溶液。 (2).黃鐵礦樣品中含硫元素，高溫灼燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫氣體，二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被過(guò)氧化氫氧化為硫酸鈉，

Na2SO4+ BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，故4.66g固體是硫酸鋇沉淀。（3）設(shè)該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，物質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：

FeS2-------2Na2S O4-------2BaSO4

120 2×233

1.60 g×x 4.66g

= 解得x=75%

（4）如果缺少甲裝置，生成的沉淀中將混有碳酸鋇沉淀，使沉淀質(zhì)量增多，被當(dāng)成硫酸鋇沉淀計(jì)算。（5）取濾液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒(méi)有白色沉淀生成，則說(shuō)明氯化鋇過(guò)量。 (6). 接觸室內(nèi)二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫。溶液稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量相等，設(shè)需要水的質(zhì)量是x，100g×98%=（100g+x）×10%，解得x= 880g ，稀釋濃硫酸的操作步驟是：酸入水，沿內(nèi)壁，慢慢倒，不斷攪。稀硫酸可以除鐵銹。（7）A．反應(yīng)物之間接觸面積越大，反應(yīng)越充分，正確；B．催化劑只是改變反應(yīng)速率，不影響生成物的質(zhì)量，錯(cuò)誤；C．SO2是生產(chǎn)硫酸的原料之一，可循環(huán)再利用，正確；D．沸騰爐排出的礦渣中含鐵元素，可供煉鐵，正確。故選ACD。