Question

碳、硫的含量影響鋼鐵性能．碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定．
（1）采用圖1裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO₂、SO₂．

①氣體a的成分是

 

．
②若鋼樣中碳以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS+5O₂ 

高溫  .

1

 

+3

 

．
（2）將氣體a通入測硫酸裝置中（如圖2），采用滴定法測定硫的含量．

①H₂O₂氧化SO₂的化學(xué)方程式：

 

②用NaOH溶液滴定生成的H₂SO₄，消耗z mL NaOH溶液．若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

 

．
（3）將氣體a通入測碳裝置中（如圖3），采用重量法測定碳的含量．
①氣體a通過B和C的目的是

 

②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：真題集萃,含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）①該裝置中C、S和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫，還有部分氧氣剩余；
②若鋼樣中S以FeS形式存在，F(xiàn)eS被氧氣氧化，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)，-2價(jià)的S被氧化為+4價(jià)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)知，生成物是二氧化硫和四氧化三鐵；
（2）①雙氧水具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和水；
②若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）①測定二氧化碳的含量，需要將二氧化硫除去防止造成干擾；
②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定吸收二氧化碳的質(zhì)量．

解答： 解：（1）①該裝置中C、S在A裝置中被氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫，還有部分氧氣剩余，所以氣體a的成分是SO₂、CO₂、O₂，故答案為：SO₂、CO₂、O₂；
②若鋼樣中S以FeS形式存在，F(xiàn)eS被氧氣氧化，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)，-2價(jià)的S被氧化為+4價(jià)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)知，生成物是二氧化硫和四氧化三鐵，所以反應(yīng)方程式為3FeS+5O₂ 

高溫  .

Fe₃O₄+3SO₂，
故答案為：Fe₃O₄；SO₂；
（2）①雙氧水具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和水，反應(yīng)方程式為 H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，故答案為：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄；
②若消耗1mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

yzg

xg

×100%=

yz

x

，故答案為：

yz

x

；
（3）①測定二氧化碳的含量，需要將二氧化硫除去防止造成干擾，B裝置可吸收二氧化硫，C裝置可以驗(yàn)證二氧化硫是否除盡，所以裝置B和C的作用是除去二氧化硫，故答案為：排除二氧化硫?qū)Χ�氧化碳測定的干擾；
②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定吸收二氧化碳的質(zhì)量，所以需要測定吸收二氧化碳前后吸收瓶的質(zhì)量，故答案為：二氧化碳前后吸收瓶的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了C、S含量的測定，涉及氧化還原反應(yīng)、方程式的配平等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答，題目難度中等．