Question

【題目】在南朝劉宋雷敩所著的《雷公炮炙論》中收錄了一種礦物類藥材石髓鉛，又稱自然銅，具有活血化瘀止痛的效果。今用現代分析技術檢測一份石髓鉛樣品，發現其含銅極少，含有鐵元素的質量分數為44.8％，硫元素的質量分數為51.2％。回答下列問題：

(1)石髓鉛的主要成分是一種化合物(質量分數為96％)，化學式為_________；石髓鉛粉末幾乎能完全溶于硫酸酸化的高錳酸鉀溶液中，形成多種硫酸鹽的混合液，寫出主要反應的離子方程式：______________________。

(2)利用石髓鉛、焦炭和氧氣在高溫下反應可制造硫磺，副產品為Fe3O4和CO。Fe3O4是_____色晶體，可用于制作復印機的墨粉，CO可用于合成在紡織工業中廣泛使用的保險粉(Na2S2O4)，其流程如下：

合成塔I中得到的HCOONa溶液溶質質量分數約為5％，從中分離出HCOONa·2H2O的主要步驟是、______、過濾、洗滌、干燥；合成塔II中發生主要反應的化學方程式為____________。保險粉暴露在空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質，當吸收自身物質的量一半的氧氣和一定量水蒸汽時，變質形成____________(填化學式)。

Answer 1

【答案】FeS2 FeS2+ 3MnO4-+8H+=Fe3++2SO42-+3Mn2++4H2O 黑 (加熱)蒸發(濃縮) (冷卻)結晶 HCOONa·2H2O+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+3H2O NaHSO3

【解析】

(1)由于石髓鉛樣品中Fe、S兩種元素含量的和為96%，恰好等于石髓鉛的含量，所以該物質是Fe、S的化合物，根據質量比可得n(Fe)：n(S)=：=0.8：1.6=1：2，所以該物質的化學式為FeS2；石髓鉛粉末完全溶于硫酸酸化的高錳酸鉀溶液中，Fe轉化為Fe3+,S被氧化為SO42-，高錳酸鉀被還原為Mn2+，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得主要反應的離子方程式：FeS2+ 3MnO4-+8H+=Fe3++2SO42-+3Mn2++4H2O；

(2) Fe3O4是黑色晶體，HCOONa的溶解度受溫度的影響變化較大，所以從HCOONa溶液中獲得HCOONa2H2O的方法是將該物質的稀溶液蒸發溶劑，將溶液濃縮，然后冷卻、結晶、過濾、洗滌、干燥，就得到HCOONa2H2O；在合成塔II中，HCOONa2H2O、NaOH、SO2發生反應，產生CO2、Na2S2O4，發生的主要反應的化學方程式為HCOONa·2H2O+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+3H2O；保險粉Na2S2O4暴露于空氣中易被氧氣氧化，氧化劑為氧氣，還原劑為Na2S2O4，又氧化劑和還原劑的物質的量之比為l：2，設Na2S2O4被氧化后硫的化合價為+x價，則根據得失電子守恒，1×4=2×2×(x-3)，解得x=4，又有水蒸氣參與反應，所以產物為NaHSO3。