Question

工業(yè)上為了測定輝銅礦（主要成分是Cu2S）中Cu2S的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如圖裝置。實驗時按如下步驟操作：

A. 連接全部儀器，使其成為如圖裝置，并檢查裝置的氣密性。

B. 稱取研細的輝銅礦樣品1.000g。

C. 將稱量好的樣品小心地放入硬質(zhì)玻璃管中。

D. 以每分鐘1L的速率鼓入空氣。

E.將硬質(zhì)玻璃管中的輝銅礦樣品加熱到一定溫度,發(fā)生反應(yīng)為:Cu2S+O2=SO2 +2Cu。

F. 移取25.00ml含SO2的水溶液于250ml錐形瓶中，用0.0100mol/L KMnO4標準溶液滴定至終點。按上述操作方法重復(fù)滴定2—3次。

試回答下列問題：

（1）裝置①的作用是_________________；裝置②的作用是____________________。

（2）假定輝銅礦中的硫全部轉(zhuǎn)化為SO2，并且全部被水吸收，則操作F中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，當產(chǎn)生______________________________ _的現(xiàn)象時可判斷滴定已經(jīng)達到終點。

（3）若操作F的滴定結(jié)果如下表所示，則輝銅礦樣品中Cu2S的質(zhì)量分數(shù)是_________。

滴定 次數(shù)	待測溶液的 體積/mL	標準溶液的體積
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

 

（4）本方案設(shè)計中由一個明顯的缺陷影響了測定結(jié)果（不屬于操作失誤），你認為是 （寫一種既可）。

（5）已知在常溫下FeS 的 Ksp＝ 6 . 25 × 10 －18, H2S 飽和溶液中 c (H＋）與 c (S2－）之間存在如下關(guān)系： c2 (H＋) ·c（S2－) = 1 . 0×10－22 。在該溫度下，將適量 FeS 投入硫化氫飽和溶液中，欲使溶液中c（Fe2+）為 lmol/L，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的c（H十）為__________�！　�

 

Answer 1

（1）除去空氣中的還原性氣體與酸性氣體； 干燥空氣

（2）2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O

滴入最后一滴標準KMnO4溶液后，溶液由無色變?yōu)榈�紫色，并在半分鐘�?nèi)不褪色

（3）80％

（4）在KMnO4滴定前，未反應(yīng)完的SO2與空氣中的O2也可將H2SO3氧化，造成測定結(jié)果偏低

（5）4 ×10－3mol/L

【解析】

試題分析：（1）裝置①溶液含有KMnO4具有氧化性，可吸收空氣中的還原性氣體，NaOH可吸收酸性氣體；裝置②含有堿石灰，具有吸水性，可干燥空氣。

（2）操作F中KMnO4氧化H2SO4，配平可得化學(xué)方程式：2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O；滴定達到終點時，H2SO3完全反應(yīng)，所以現(xiàn)象為：滴入最后一滴標準KMnO4溶液后，溶液由無色變?yōu)榈�紫色，并在半分鐘�?nèi)不褪色。

（3）三次滴定標準液的體積分別為：19.99mL、20.01mL、18.04mL，第三次滴定的體積差別較大，數(shù)據(jù)出現(xiàn)了錯誤，應(yīng)舍去，前兩次滴定標準液的平均體積為20.00mL，根據(jù)化學(xué)方程式可得物質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系為：5Cu2S ～ 5SO2 ～ 5H2SO3 ～ 2KMnO4，則輝銅礦樣品中Cu2S的質(zhì)量分數(shù)=0.02L×0.0100mol/L×5/2×10×160g/mol÷1.000g×100% =80%

（4）SO2能被空氣中的O2氧化，所以在KMnO4滴定前，未反應(yīng)完的SO2與空氣中的O2也可將H2SO3氧化，造成測定結(jié)果偏低。

（5）（Fe2+）為 lmol/L，則c（S2－) = Ksp（FeS）÷c（Fe2+）= 6 . 25 × 10 －18÷1=6 . 25 × 10 －18，帶入c2 (H＋) ·c（S2－) = 1 . 0×10－22 ，可得c（H+）=4 ×10－3mol/L

考點：本題考查實驗方案的分析、化學(xué)計算。