Question

10．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（含少量脈石），為了測定該黃銅礦的純度，某同學設計了如下實驗（圖1）：

現(xiàn)稱取研細的黃銅礦樣品1.150g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂氣體，實驗后取d中溶液的$\frac{1}{10}$置于錐形瓶中，用0.05mol/L標準碘溶液進行滴定，初讀數(shù)為0.00mL，末讀數(shù)如圖2所示．
完成下列填空：

（1）稱量樣品所用的儀器為電子天平，將樣品研細后再反應，其目的是提高反應速率，并使黃銅礦充分反應．
（2）裝置a的作用是除去空氣中的水蒸氣，便于觀察空氣流速．上述反應結束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是把裝置中的二氧化硫氣體全部吸收．
（3）滴定時，標準碘溶液所耗體積為20.00mL．判斷滴定已達終點的現(xiàn)象是溶液由無色變成藍色，并半分鐘內不褪色．
（4）通過計算可知，該黃銅礦的純度為80%．
（5）若用圖3裝置替代上述實驗裝置d，同樣可以達到實驗目的是f．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱量黃銅礦樣品1.150g，選擇精確度較高的儀器；將樣品研細，增大了接觸面積；
（2）濃硫酸可以將水除去，還可以根據(jù)冒出氣泡的速率來調節(jié)空氣流速；
（3）反應產生的二氧化硫應該盡可能的被d裝置吸收；
（4）根據(jù)滴定管的讀數(shù)方法讀出消耗碘溶液的體積，根據(jù)反應結束時的顏色變化判斷滴定終點；
（5）先找出黃銅礦和二氧化硫及碘單質的關系式CuFeS₂～2SO₂～2I₂，再根據(jù)題中數(shù)據(jù)進行計算；
（6）圖2中的f中通入二氧化硫，反應生成了硫酸鋇沉淀，可以根據(jù)硫酸鋇的質量計算二氧化硫的量．

解答 解：（1）由于稱量黃銅礦樣品1.150g，精確度達到了千分之一，應該選用電子天平進行稱量，把黃銅礦樣品研細，可以增大接觸面積，從而提高反應速率，并且使黃銅礦充分反應，
故答案是：電子天平；提高反應速率，并使黃銅礦充分反應；
（2）裝置a中的濃硫酸可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入反應裝置b中發(fā)生危險，同時根據(jù)冒出的氣泡的快慢來控制氣體的通入量，黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產物，分解完畢后仍然需要通入一段時間的空氣，可以將b、d裝置中的二氧化硫全部排出去，使結果更加精確，
故答案為：除去空氣中的水蒸氣，便于觀察空氣流速；把裝置中的二氧化硫氣體全部吸收；
（3）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，當達到滴定終點時，二氧化硫已經被碘單質消耗完畢，再滴入一滴碘單質，遇到淀粉會變藍，
故答案為：20.00；溶液由無色變成藍色，并半分鐘內不褪色；
（5）根據(jù)硫原子守恒和電子守恒找出關系式：CuFeS₂～2SO₂～2I₂，消耗掉0.05mol/L標準碘溶液20.00mL時，即消耗的碘單質的量為：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黃銅礦的質量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其純度是：$\frac{0.92g}{1.15g}$×100%=80%，
故答案為：80%；
（6）由于圖2中，f中硝酸鋇溶液中通入二氧化硫能夠生成硫酸鋇沉淀，過濾干燥后，根據(jù)硫酸鋇的質量計算出二氧化硫的質量，
故答案為：f．

點評 本題考查了探究黃銅礦的純度，涉及了儀器選擇、純度計算等知識，題量較大，充分考查了學生分析和解決問題的能力，本題難度中等．