Question

3．某化學(xué)興趣小組以黃銅礦（主要成分CuFeS₂）為原料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究．為測(cè)定黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將m₁g該黃銅礦樣品放入如圖所示裝置中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃銅礦樣品．

（1）錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是氫氧化鈉；裝置B的作用是干燥氣體；錐形瓶D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（2）反應(yīng)結(jié)束后將錐形瓶D中的溶液進(jìn)行如下處理：

如圖則向錐形瓶D中加入過量H₂O₂溶液反應(yīng)的離子方程式為H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O；操作Ⅱ是洗滌、烘干、稱重，其中洗滌的具體方法固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復(fù)上述操作2-3次；該黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的代數(shù)式表示）．
（3）反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗(yàn)證熔渣中存在FeO，應(yīng)選用的最佳試劑是C
A．KSCN溶液、氯水    B．稀鹽酸、KMnO₄溶液
C．稀硫酸、KMnO₄溶液    D．NaOH溶液
（4）已知：Cu⁺在強(qiáng)酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證泡銅中是否含有Cu₂O取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍(lán)色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有．

Answer 1

分析 將m₁g該黃銅礦樣品放入如圖所示裝置中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃銅礦樣品，為防止二氧化碳的干擾，應(yīng)將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，進(jìn)入裝置C加熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），生成的二氧化硫氣體進(jìn)入裝置D被過濾氫氧化鈉溶液吸收得到亞硫酸鈉溶液，
（1）為防止二氧化碳的干擾，應(yīng)將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，生成的二氧化硫能和氫氧化鈉反應(yīng)生成鹽；
（2）亞硫酸根離子能被過氧化氫氧化生成硫酸根離子；洗滌固體在過濾器中進(jìn)行，加水至浸沒固體使水自然流下，重復(fù)幾次洗滌干凈，m₂g固體為硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合硫元素守恒計(jì)算得到硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗(yàn)證熔渣中存在FeO，應(yīng)選用的最佳試劑是加入硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液觀察高錳酸鉀溶液是否褪色設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方案；
（4）泡銅成分為Cu、Cu₂O，Cu⁺在強(qiáng)酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺．據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是否含有氧化亞銅．

解答 解：（1）為防止二氧化碳的干擾，應(yīng)將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是氫氧化鈉溶液，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，生成的二氧化硫能和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉鹽和水，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：氫氧化鈉，干燥氣體，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（2）亞硫酸根離子具有還原性能被過氧化氫氧化生成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O，洗滌固體在過濾器中進(jìn)行，加水至浸沒固體使水自然流下，重復(fù)幾次洗滌干凈，具體操作為：固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復(fù)上述操作2-3次，m₂g固體為硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合硫元素守恒計(jì)算得到硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{{m}_{2}g}{233g/mol}×32g/mol}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%，
故答案為：H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O；固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復(fù)上述操作2-3次；$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%；
（3）反應(yīng)后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗(yàn)證熔渣中存在FeO，應(yīng)選用的最佳試劑是加入硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液觀察高錳酸鉀溶液是否褪色設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方案，
故答案為：C；
（4）泡銅成分為Cu、Cu₂O，Cu⁺在強(qiáng)酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺．據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是否含有氧化亞銅，取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍(lán)色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有，
故答案為：取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍(lán)色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離和提純，主要是物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)基本操作和實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)，關(guān)鍵是提取題中的信息，根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成，題目難度中等．