Question

黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，主要成分為CuFeS₂，含少量脈石．為測定該黃銅礦的純度，某同學設(shè)計了如圖所示實驗：

現(xiàn)用電子天平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

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置于錐形瓶中，用0.05mol?L^-1標準碘溶液進行滴定，消耗標準碘溶液20.00mL．請回答下列問題：
（1）將樣品研細后再進行反應(yīng)，其目的是

 

；標準碘溶液應(yīng)盛放在（填“堿式”或“酸式”）

 

滴定管中．
（2）裝置a的作用是

 

．
A．除去空氣中的二氧化碳       
B．除去空氣中的水蒸氣
C．有利于氣體混合             
D．有利于觀察、控制空氣流速
（3）若去掉c裝置，會使測定結(jié)果（填“偏低”、“偏高”或“無影響”）

 

，寫出影響測定結(jié)果的化學方程式

 

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

 

．
（5）通過計算可知，該黃銅礦的純度為

 

．
（6）假設(shè)實驗操作均正確，測得的黃銅礦純度仍然偏低，可能的原因主要有

 

．

Answer 1

分析：（1）增大固體的表面積可以加快化學反應(yīng)速率；
（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(diào)節(jié)空氣流速；
（3）去掉c裝置氣體中二氧化硫在水溶液中會和氧氣反應(yīng)；測定結(jié)果偏��；
（4）二氧化硫全部被吸收是實驗成敗的關(guān)鍵；
（5）二氧化硫和單質(zhì)碘之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)消耗碘單質(zhì)的量可以確定二氧化硫的量，進而確定黃銅礦的純度；
（6）二氧化碳和二氧化硫均可以和氫氧化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鋇易被氧化為硫酸鋇．

解答：解：該實驗原理是：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定），結(jié)合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進而計算其純度．
（1）將樣品研細后再反應(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，故答案為：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，同時根據(jù)冒出的氣泡的速率來控制氣體的通入量，故答案為：BD；
（3）去掉c裝置氣體中二氧化硫在水溶液中會和氧氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為：2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄，測定結(jié)果偏小，
故答案為：偏低；2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄；
（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，
故答案為：使反應(yīng)生成的SO₂全部進入d裝置中，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，當達到滴定終點時，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)，遇到淀粉會變藍，根據(jù)反應(yīng)實質(zhì)，得到：2I₂～2SO₂～CuFeS₂，消耗掉0.05mol/L標準碘溶液20.00mL時，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

1.15g

×100%=80%，故答案為：80%；
（6）用水吸收二氧化硫不充分，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，用水吸收二氧化硫不充分，BaSO₃被氧化成BaSO₄．

點評：本題是一道關(guān)于物質(zhì)的百分含量的綜合考查題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．