Question

（16分）
黃鐵礦在高溫時和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫（假設(shè)礦石中的雜質(zhì)不參與化學(xué)反應(yīng)）。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對黃鐵礦樣品進(jìn)行如下實驗探究：
【實驗一】測定硫元素的含量
I．實驗裝置如下圖所示(夾持和加熱裝置省略)。A中的試劑是雙氧水，將m₁g該黃鐵礦樣品放入硬質(zhì)玻璃管D中。從A向B中逐滴滴加液體，使氣體發(fā)生裝置不斷地緩緩產(chǎn)生氣體，高溫灼燒硬質(zhì)玻璃管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全。

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

【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下：
① 用足量稀硫酸溶解硬質(zhì)玻璃管D中的固體殘渣；
② 加還原劑使溶液中的Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe²⁺后，過濾、洗滌；
③ 將濾液稀釋至250 ml；
④ 每次取稀釋液25.00 ml，用已知物質(zhì)的量濃度為c mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定實驗所需KMnO₄溶液體積的平均值為V ml。
請回答下列問題：
（1）儀器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是；儀器C中裝入的試劑是。E瓶的作用是。
（2）II中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。
（3）III的步驟③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須要有；④中取稀釋液25.00 ml需用的儀器是。
（4）假設(shè)在整個實驗過程中硫元素和鐵元素沒有損失，則該黃鐵礦樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（用含m₁和m₂的代數(shù)式表示）；該黃鐵礦中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（用含m₁、c、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

（1）黃鐵礦在高溫時和氧氣反應(yīng)，所以A的作用是提供反應(yīng)所需要的氧氣，用過氧化氫制取氧氣的方程式為；儀器C之后，氣體進(jìn)入了加熱裝置所以C裝置的作用是干燥氣體，所以C中放的是濃硫酸；由于反應(yīng)中由二氧化硫產(chǎn)生所以E瓶的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化硫，使其全部轉(zhuǎn)化為亞硫酸根離子，有利于根據(jù)亞硫酸根離子的量計算樣品中硫元素的質(zhì)量。
（2）向亞硫酸鈉溶液中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：
（3）步驟③是一個稀釋溶液的題，并且要求稀釋到一定的體積，所以需要的儀器除玻璃棒燒杯外還需要膠頭滴管，250ML容量瓶。酸性KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性所以在吸取25.00 ml酸性KMnO₄溶液時必須要用酸式滴定。
（4）硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)：m₂固體為硫酸鋇固體，可以計算出其物質(zhì)的量為，根據(jù)硫守恒可以算出硫元素質(zhì)量為：所以樣品中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為% ，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：酸性高錳酸鉀與亞鐵離子反應(yīng)的方程式為 滴定消耗的高錳酸鉀 ，根據(jù)方程式可以計算出25ML稀釋液中亞鐵離子的物質(zhì)的量為，所以250 ML溶液中共有亞鐵離子的物質(zhì)的量為 ，據(jù)此可得出原樣品中鐵元素的質(zhì)量為 樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為