Question

黃鐵礦（主要成分為FeS₂）是我國大多數(shù)硫酸廠制取硫酸的主要原料。某化學學習小組對某黃鐵礦石進行如下實驗探究。
[實驗一]測定硫元素的含量。
Ⅰ、將m₁ g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置（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。石英管中發(fā)生反應的化學方程式為：4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂

Ⅱ、反應結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：

2

[實驗二]測定鐵元素的含量。

III、測定鐵元素含量的實驗步驟如圖所示。

問題討論：
（1）I中，甲瓶內(nèi)所盛試劑是____溶液。乙瓶內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式為____。
（2）II中，乙瓶加入H₂O₂溶液時反應的離子方程式為_____________________。
（3）該黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為_______________________。
（4）III的步驟③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有____________________________________________。
（5）III的步驟④中，表示滴定已達終點的現(xiàn)象是                       
（6）Ⅲ的步驟④進行了三次平行實驗，測得消耗KMnO₄溶液體積分別為24.98mL、24.80mL、25.02mL（KMnO₄被還原為Mn²⁺）。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出該黃鐵礦樣品鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為                                。

Answer 1

（1）氫氧化鈉（或氫氧化鉀）（2分）   SO₂+2OH^—=SO₃^2—+H₂O；（2SO₃^2—+O₂=2SO₄^2—未寫不扣分）（2分）
（2）SO₃^2—+H₂O₂=SO₄^2—+H₂O （2分）
（3）（2分）
（4）250ml容量瓶（2分）
（5）最后一滴高錳酸鉀溶液滴入時，溶液顏色突變?yōu)樽仙�，且�?0s內(nèi)不變色。（2分）
（6）或或其它合理答案（2分）

試題分析：（1）為防止SO₂進入到甲裝置中，可用氫氧化鈉（或氫氧化鉀）吸收，乙瓶中的氫氧化鈉吸收硬質(zhì)玻璃管中產(chǎn)生的二氧化硫，發(fā)生反應的離子方程式為：SO₂+2OH^—=SO₃^2—+H₂O，由于錐形瓶中也存在著未完全反應的氧氣，故也發(fā)生2SO₃^2—+O₂=2SO₄^2—（2）II中，乙瓶加入H₂O₂溶液時反應的離子方程式為SO₃^2—+H₂O₂=SO₄^2—+H₂O；（3）乙瓶中的溶液產(chǎn)生SO₄^2—，SO₄^2—與加入的氯化鋇中的Ba²⁺沉淀相結(jié)合發(fā)生沉淀反應：SO₄^2—+Ba²⁺=BaSO₄↓，即固體m₂g為BaSO₄，結(jié)合題意列關(guān)系式如下：
FeS₂—2SO₄^2——2BaSO₄
1mol          2mol
          
由此可知，硫元素在FeS₂中的物質(zhì)的量為，則其質(zhì)量為：，所以該黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為
×﹪；（4）應為250ml容量瓶；（5）因為未加入KMnO₄溶液之前，溶液中含有Fe²⁺，溶液為淺綠色，
當加入最后一滴高錳酸鉀溶液滴入時，溶液顏色突變?yōu)樽仙�，且�?0s內(nèi)不變色，則證明到達滴定終點。
（6）發(fā)生反應的化學方程式為5Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^-=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O,然后根據(jù)5Fe²⁺—MnO₄^-列關(guān)系式可求得
該黃鐵礦樣品鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為或
與計算。