以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为_____________。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为____________________________。
(3)欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入_____________ (填 “过量”或“不足量”)的SO2气体。
(4)因为Na2S2O5具有______________性, 导致商品Na2S2O5 中不可避免地存在Na2SO4。
检验其中含有的方法是__________________。
(5)一般用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。
反应式:+6Fe2+ +14H+ = 2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O
某次实验称取0.2800 g样品,滴定时消耗浓度为0.03000 mol·L-1的K2Cr2O7 溶液25.10 mL,则样品中铁含量为____________________%。
-1 Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2 过量 还原 先加入盐酸,再加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明含有 90.36%
【分析】
黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉,用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5,据此分析解答。
【详解】
(1)黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁(FeS2),其中铁元素的化合价是+2价,因此硫元素的化合价为-1价,故答案为:-1;
(2)炉渣的主要成分为Fe2O3,由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2,故答案为:Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2;
(3) Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3,欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入过量的SO2气体,故答案为:过量;
(4) Na2S2O5 转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高,被氧化,体现了Na2S2O5的还原性;检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化,除去,再加入氯化钡溶液,看有无白色沉淀生成,若生成白色沉淀,证明含有,否则没有,故答案为:还原;先加入盐酸,再加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明含有;
(5) 称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+,存在关系式:6Fe~6Fe2+~,滴定过程中消耗的K2Cr2O7 物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02510 L=0.000753mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000753mol×6=0.004518mol,样品中铁含量为×100%=90.36%,故答案为:90.36%。
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