Question

（16分）
黃鐵礦在高溫時和氧氣反應生成氧化鐵和二氧化硫（假設礦石中的雜質不參與化學反應）。某化學學習小組對黃鐵礦樣品進行如下實驗探究：
【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生氣體，高溫灼燒硬質玻璃管中的黃鐵礦樣品至反應完全。

II．反應結束后，將E瓶中的溶液進行如下處理：

【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玻璃管D中的固體殘渣；
② 加還原劑使溶液中的Fe³⁺完全轉化為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)生反應的化學方程式是；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量分數為。（用含m₁和m₂的代數式表示）；該黃鐵礦中鐵元素的質量分數為。（用含m₁、c、V的代數式表示）

Answer 1

（1）黃鐵礦在高溫時和氧氣反應，所以A的作用是提供反應所需要的氧氣，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；由于反應中由二氧化硫產生所以E瓶的作用是吸收反應生成的二氧化硫，使其全部轉化為亞硫酸根離子，有利于根據亞硫酸根離子的量計算樣品中硫元素的質量。
（2）向亞硫酸鈉溶液中加入H₂O₂發(fā)生反應的離子方程式為：
（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）硫元素質量分數：m₂固體為硫酸鋇固體，可以計算出其物質的量為，根據硫守恒可以算出硫元素質量為：所以樣品中硫元素的質量分數為% ，鐵元素的質量分數：酸性高錳酸鉀與亞鐵離子反應的方程式為 滴定消耗的高錳酸鉀 ，根據方程式可以計算出25ML稀釋液中亞鐵離子的物質的量為，所以250 ML溶液中共有亞鐵離子的物質的量為 ，據此可得出原樣品中鐵元素的質量為 樣品中鐵元素的質量分數為