Question

（10分）黄铁矿（主要成分为FeS₂，杂质不含硫元素）是我国大多数硫酸厂制取硫酸

的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS₂含量进行了如下的实验探究（假设

每步反应均完全）。

【查阅资料】①4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂

②Na₂SO₃+H₂O₂＝Na₂SO₄+H₂O

【实验探究】

Ⅰ.称取1.60 g黄铁矿样品放入下图所示装置（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中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是                  。

【含量测定】

（2）Ⅱ中最终得到的4.66g固体是         （填物质的名称或化学式）。

（3）计算该黄铁矿中FeS₂的质量分数。（请写出计算过程）

【交流反思】

（4）如果缺少甲装置，则最终测得FeS₂的质量分数将会         （填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（5）Ⅱ中证明所加BaCl₂溶液过量的方法是                               。

【拓展应用】

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示：

（6）接触室中发生反应的化学方程式为          。化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸，但在实验中常需要用到较稀的硫酸。要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸，需要水的质量是        g。硫酸是一种重要的化工产品，用途十分广泛，请写出稀硫酸的一种用途               。

（7）依据生产硫酸的工艺流程图，下列说法正确的是        （填字母）。

A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

B．催化剂能够提高SO₂的反应速率和产量

C．SO₂可做为生产硫酸的原料循环再利用

D．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

Answer

（1）吸收空气中的二氧化碳

（2）BaSO4

（3）75%

（4）偏大

（5）取滤液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀，则氯化钡过量。

（6）2SO2+O22SO3 880 去除铁锈

（7）ACD

【解析】

试题分析：Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是吸收空气中的二氧化碳 ；根据提供的两个反应看，反应后的沉淀应该是BaSO4，如果缺少甲装置，则最终测得FeS2的质量分数将会增大，因为空气中的二氧化碳还能和氯化钡反应产生沉淀，使得沉淀的质量增大，影响实验的数据，Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是取滤液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀，则氯化钡过量。硫元素的质量：4.66g×32/233×100%=0.64g FeS2的质量：0.64g/64/120×100%=1.2g，1.2g/1.6g×100%=75%，接触室中发生反应是二氧化硫和氧气的反应，设需要水的质量为X，则100×98%=（100+X）×10% X=880.硫酸的用途很多，可以去除铁锈和化工原料。依据生产硫酸的工艺流程图为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎增大反应的接触面积，催化剂不能增加物质的产量，只能改变物质反应的速率，SO2可做为生产硫酸的原料循环再利用，减少资源的浪费，沸腾炉排出的矿渣中含有大量的Fe2O3可供炼铁。

考点：氢氧化钠的性质 物质的质量分数的计算 溶液的稀释 环境保护 炼铁的原理