Question

【題目】黃銅礦（主要成分為CuFeS2 ，S為-2價(jià)）是工業(yè)煉銅的主要原料，現(xiàn)有一種天然黃銅礦（含SiO2），為了測定該黃銅礦的純度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.84g，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，發(fā)生如下反應(yīng)：

實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.0500mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。請回答下列問題：

（1）中氧化產(chǎn)物是 ，當(dāng)生成0.3molSO2氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移電子 mol。

（2）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是 ；裝置c的作用是 。

（3）用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定d中溶液的離子方程式是 ，滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是 。

（4）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是 。

（5）通過計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為 。

（6）若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液，測得黃銅礦純度偏高，假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，可能的原因主要是 。

Answer 1

【答案】（1）Fe3O4 、SO2；1.9

（2）增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)，加快反應(yīng)速率 除去反應(yīng)后多余的氧氣

（3）SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ 錐形瓶中的溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色且半分鐘不褪色

（4）使反應(yīng)生成的SO2全部進(jìn)入d裝置中，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。

（5）50%

（6）空氣中的CO2與Ba（OH）2反應(yīng)生成BaCO3沉淀（或BaSO3被氧化成BaSO4）

【解析】

試題分析：該實(shí)驗(yàn)原理是：根據(jù)黃銅礦受熱分解產(chǎn)生的二氧化硫的量的測定（二氧化硫可以用碘水來標(biāo)定），結(jié)合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進(jìn)而計(jì)算其純度；（1）CuFeS2，S為-2價(jià)元素Cu元素化合價(jià)+2價(jià)，F(xiàn)e元素化合價(jià)為+2價(jià)，反應(yīng)后銅元素化合價(jià)降低，鐵元素化合價(jià)升高，硫元素化合價(jià)升高，氧元素化合價(jià)降低，氧化產(chǎn)物是元素化合價(jià)升高的被氧化得到氧化產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物為：Fe3O4、SO2，依據(jù)電子守恒計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)，反應(yīng)中3Cu2+～3Cu～6e-，8O2～Fe3O4+6SO2～32e-，生成6molSO2，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為38mol，當(dāng)生成0.3molSO2氣體時(shí)1.9mol電子，故答案為：Fe3O4、SO2；1.9；

（2）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率，灼熱的銅網(wǎng)可以除去多余的氧氣；

（3）用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定d中溶液的反應(yīng)是二氧化硫被溴單質(zhì)氧化生成硫酸和氫溴酸，反應(yīng)的離子方程式為：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢，再滴入一滴碘單質(zhì)，遇到淀粉會(huì)變藍(lán)且半分鐘不褪色，證明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)；

（4）黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產(chǎn)物，分解完畢后仍然通入空氣，使反應(yīng)生成的SO2全部進(jìn)入d裝置中，以減少實(shí)驗(yàn)誤差；

（5）根據(jù)滴定管的示數(shù)是上方小，下方大，可以讀出滴定管示數(shù)是20.00mL，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢，再滴入一滴碘單質(zhì)，遇到淀粉會(huì)變藍(lán)，根據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，得到：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗掉0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00mL時(shí)，即消耗的碘單質(zhì)的量為：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黃銅礦的質(zhì)量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其純度是：0.92g/1.84g×100%=50%；

（6）空氣中的CO2與Ba（OH）2反應(yīng)可以生成BaCO3沉淀，此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以導(dǎo)致所以的沉淀的量比二氧化硫和氫氧化鋇反應(yīng)生成的白色沉淀的量多，

故答案為：空氣中的CO2與Ba（OH）2反應(yīng)生成BaCO3沉淀（或BaSO3被氧化成BaSO4）。