Question

【題目】黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS2，現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含SiO2)，為了測(cè)定該黃銅礦的純度，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖實(shí)驗(yàn)：

現(xiàn)稱(chēng)取研細(xì)的黃銅礦樣品1.84g，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，生成Cu、Fe3O 4和SO2氣體，實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的1/10 置于錐形瓶中，用0.05mol/L 標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液 20mL。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是________________________。

（2）裝置a和c的作用分別是_______和________(填標(biāo)號(hào)，可以多選)。

a．除去SO2氣體 b．除去空氣中的水蒸氣 c．有利于氣體混合

d．有利于觀察空氣流速 e．除去反應(yīng)后多余的氧氣

（3）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(guò)計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為_(kāi)_______________________。

乙同學(xué)在甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種與甲不同的吸收方法，并對(duì)吸收產(chǎn)物進(jìn)行有關(guān)處理，同樣也測(cè)出了黃銅礦的純度。

（6）方法一：用如下圖裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置 d，同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_____(填序號(hào))。

（7）方法二：將原裝置 d 中的試液改為Ba(OH)2，但測(cè)得的黃銅礦純度卻產(chǎn)生了+1%的誤差，假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，可能的原因主要有________________________。

Answer 1

【答案】（1）增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率；

（2）bd； e ；（3）錐形瓶中的溶液由無(wú)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，使結(jié)果精確；

（5）50%；（6）②；

（7）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(cè)定(二氧化硫可以用碘水來(lái)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）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；（2）裝置a中的濃硫酸可易吸收空氣中的水蒸氣，同時(shí)根據(jù)冒出的氣泡的速率來(lái)控制氣體的通入量；灼熱的銅網(wǎng)可以除去多余的氧氣；

（3）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，可以將產(chǎn)生的二氧化硫全部排出去，使結(jié)果精確；

（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：×100%=50%；

（6）由于圖2中，②硝酸鋇溶液中通入二氧化硫能夠生成硫酸鋇沉淀，過(guò)濾干燥后，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量計(jì)算出二氧化硫的質(zhì)量，故答案為②；

（7）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。