某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应：为：4FeS2+11O2 高温 . 2Fe2O3+8SO2进行以下

Question

某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应：为：4FeS2+11O2 高温 . 2Fe2O3+8SO2进行以下实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）．实验步骤：称取研细的样品4.000g放入图1b装置中，然后在空气中进行煅烧．为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸（H2C2O4）标准溶液进行滴定．（已知：5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）请回答下列问题：（1）称量样品质量能否用托盘天平______（填“能”或“不能”）；（2）装置a的作用是______；（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是______；（4）滴定时，发生反应的离子方程式为______，已知滴定管初读数为0.10mL，末读数如图2所示，消耗草酸溶液的体积为______mL；（5）该样品中FeS2的纯度为______．

Answer 1

（1）称取研细的样品4.000g，由质量的精确度可知不能用托盘天平来称量，托盘天平的精确度为0.1g，故答案为：不能；
（2）分析装置图可知为准确测定样品中FeS₂样品的纯度，利用空气中的氧气氧化硫化亚铁反应生成二氧化硫被高锰酸钾溶液吸收后，用草酸滴定计算，过程中空气中的水蒸气会干扰测定，需要通过浓硫酸除去，所以装置 a的作用是干燥或除去水蒸气，同时根据气泡冒出观察气体流速，
故答案为：干燥空气，观察气体流速；
（3）继续通入空气目的是把装置中的二氧化硫气体全部赶出完全吸收，减少误差，
故答案为：促进装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（4）草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积=15.10ml-0.10ml=15.00ml，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；15.00；
（5）依据反应的离子方程式计算与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量，得到二氧化硫的物质的量，结合元素守恒计算硫化亚铁的质量分数，结合反应的离子方程式计算得到：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，100ml溶液中剩余高锰酸钾物质的量=

2

5

×0.01500L×0.1000mol/L×10=0.006mol，与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量=0.3000mol/L×0.1000L-0.006mol=0.024mol；结合反应5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄；
得到5FeS₂～10SO₂～4KMnO₄；
     5             4
     n（FeS₂）      0.024mol
n（FeS₂）=0.03mol
样品中FeS₂的纯度=

0.03mol×120g/mol

4.000g

×100%=90%，
故答案为：90%．