时间:2016-12-24 01:08:33
实验题 21．（10分）某中药主要含二硫化亚铁（FeS2），某学习小组欲用下图所示装置进行实验，测定其铁、硫元素的质量分数。
（1）装置中，A为高温灼烧装置，B为气体吸收装置，C为检测尾气中是否含有SO2的传感器。取m g该中药样品于装置A中，经充分反应，使硫元素全部转化为SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，传感器（装置C）未检测到SO2。
① 装置B中的H2O2反应时表现出了 性。
② 欲计算硫元素的质量分数，需测量的数据是 。
③ 传感器的工作原理如下图所示。
传感器中阴极的电极反应式是 。
（2）为测定铁元素的质量分数，继续实验。
a ．将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生。充分反应后过滤，得到黄色滤液；
b．向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被氧化为TiO2+；
c．用滴定法测定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液。
① a中滤液含有的金属阳离子是 。
② b中反应的离子方程式是 。
③ c中K2Cr2O7被还原为Cr3+，样品中铁元素质量分数的数学表示式是 。
实验题 21．（10分）某中药主要含二硫化亚铁（FeS2），某学习小组欲用下图所示装置进行实验，测定其铁、硫元素的质量分数。
（1）装置中，A为高温灼烧装置，B为气体吸收装置，C为检测尾气中是否含有SO2的传感器。取m g该中药样品于装置A中，经充分反应，使硫元素全部转化为SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，传感器（装置C）未检测到SO2。
① 装置B中的H2O2反应时表现出了 性。
② 欲计算硫元素的质量分数，需测量的数据是 。
③ 传感器的工作原理如下图所示。
传感器中阴极的电极反应式是 。
（2）为测定铁元素的质量分数，继续实验。
a．将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生。充分反应后过滤，得到黄色滤液；
b．向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被氧化为TiO2+；
c．用滴定法测定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液。
① a中滤液含有的金属阳离子是 。
② b中反应的离子方程式是 。
③ c中K2Cr2O7被还原为Cr3+，样品中铁元素质量分数的数学表示式是 。
本题答案：（1）① 氧化性 ② B中沉淀的质量
③ 2
本题解析：
试题分析：（1）①取中药样品于装置A中，经充分反应，硫元素全部转化为SO2和SO3，将物质转移入酸化的H2O2和氯化钡溶液中，产生了白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，在这个过程中H2O2将+4价的S全部氧化为+6价的S，最终全部变为硫酸钡，故H2O2表现的是氧化性；②要计算硫元素的质量分数，需测量B中产生的白色沉淀硫酸钡的质量，根据质量确定硫元素的质量分数；③ 根据传感器的工作原理可知阴极电解质溶液得电子，HSO3-得电子后转变为S2O42-，电极方程式为2HSO3-+2H++2e-= S2O42-+2H2O；（2）a项将A装置中的剩余固体用足量盐酸酸浸，有少量H2产生。充分反应后过滤，得到黄色滤液，说明溶液中除了存在Fe2+外，还存在着Fe3+；b项向滤液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反应，TiCl3被氧化为TiO2+，离子方程式为FeCl3 + TiCl3+H2O= FeCl2+TiO Cl2+2H Cl，离子方程式为Fe3+ + Ti3+ +H2O= Fe2++TiO2+ +2H+；c项用滴定法测定Fe2+的量，K2Cr2O7被还原为Cr3+，发生的化学反应方程式为：6FeSO4＋K2Cr2O7＋7H2SO4＝3Fe2(SO4)3＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O，离子方程式为6Fe2+ + Cr2O72- +14H+ =6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液则有n(Cr2O72-)=nv×10-3mol，根据方程式计算可得n(Fe)=nv×10-3×6mol，那么m(Fe)= nv×10-3×6×56g/mol="0.336" nvg，则铁元素质量分数的数学表示式为ω=
=
考点：元素性质及基本计算
点评：本题主要考察了元素及其化合物的相关性质和计算，考察内容较多，涉及了化学反应方程式的书写以及二价铁的滴定，本题的关键是确定二价铁和三价铁之间的相互转化。
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】