Question

某礦樣含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的雜質(zhì)。實驗室中以該礦樣為原料制備CuCl2·2H2O晶體，流程如下：

（1）在實驗室中，欲用37％(密度為1．19 g·mL-1)的鹽酸配制500 mL 6 mol·L-1的鹽酸，需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有? ?? ? 、?? ??? 。

（2）①若在實驗室中完成系列操作a。則下列實驗操作中，不需要的是??? (填下列各項中序號)。

②CuCl2溶液中存在如下平衡：Cu(H2O)42+(藍色)+4Cl-CuCl42-(黃色)+4H2O。

欲用實驗證明濾液A(綠色)中存在上述平衡，除濾液A外，下列試劑中，還需要的是?? ??? (填下列各項中序號)。

a．FeCl3固體 ????? b．CuCl2固體 ???? c．蒸餾水

（3）某化學小組欲在實驗室中研究CuS焙燒的反應(yīng)過程，查閱資料得知在空氣條件下焙燒CuS時，固體質(zhì)量變化曲線及SO2生成曲線如下圖所示。

①CuS礦樣在焙燒過程中，有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成，轉(zhuǎn)化順序為：

第①步轉(zhuǎn)化主要在200～300oC范圍內(nèi)進行，該步轉(zhuǎn)化的化學方程式為??????????????????????????????????????????????????????????????? 。

②300～400oC范圍內(nèi)，固體質(zhì)量明顯增加的原因是? ??????? ? ，上圖所示過程中，CuSO4固體能穩(wěn)定存在的階段是??? (填下列各項中序號)。

a．一階段??? b、二階段??? c、三階段? d、四階段

③該化學小組設(shè)計如下裝置模擬CuS礦樣在氧氣中焙燒第四階段的過程，并驗證所得氣體為SO2和O2的混合物。

a．裝置組裝完成后，應(yīng)立即進行的一項操作是? ???????????? 。

b．當D裝置中產(chǎn)生白色沉淀時，便能說明第四階段所得氣體為SO2和O2的混合物。你認為裝置D中原來盛有的溶液為? ??? ? 溶液。

c．若原CuS礦樣的質(zhì)量為l0．0 g，在實驗過程中，保持溫度在760oC左右持續(xù)加熱，待礦樣充分反應(yīng)后，石英玻璃管內(nèi)所得固體的質(zhì)量為8．0 g，則原礦樣中CuS的質(zhì)量分數(shù)為?? ?? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）（4分）膠頭滴管（2分）? 500mL容量瓶（2分）

（2）（4分）①cd（2分）②c（2分）

（3）（12分）①2CuS+O2=Cu2S+SO2（2分）②Cu2S轉(zhuǎn)化為CuSO4（2分）? c（2分）

?? ③a.檢驗裝置的氣密性（2分） b.氯化鋇（BaCl2）（2分） c.96%（2分）

【解析】

試題分析：（1）由濃鹽酸配制稀鹽酸，需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還需要：膠頭滴管、500mL容量瓶。

（2）①由CuCl2溶液制取CuCl2?2H2O，需要進行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，然后過濾可得CuCl2?2H2O晶體，所以不需要c、d操作。

②FeCl3溶液為黃色，CuCl2溶液為藍色，對原平衡體系溶液的顏色產(chǎn)生干擾，而加入蒸餾水可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，溶液的顏色發(fā)生改變，可證明濾液A(綠色)中存在上述平衡，故c項正確。

（3）①根據(jù)流程圖CuS與O2反應(yīng)生成Cu2S，還應(yīng)生成SO2，化學方程式為：2CuS+O2=Cu2S+SO2

②第②步轉(zhuǎn)化，由Cu2S轉(zhuǎn)化為CuO?CuSO4，所以300～400oC范圍內(nèi)，固體質(zhì)量明顯增加的原因是Cu2S轉(zhuǎn)化為CuSO4；第二階段生成了CuSO4，第四階段固體質(zhì)量減小，CuSO4發(fā)生了分解反應(yīng)，所以CuSO4固體能穩(wěn)定存在的階段是第三階段。

③a.實驗裝置組裝完后應(yīng)首先檢驗裝置的氣密性；b. SO2與BaCl2不反應(yīng)，SO2、O2與BaCl2溶液反應(yīng)可以生成BaSO4沉淀，所以裝置D中原來盛有的溶液為BaCl2溶液；c. 礦樣充分反應(yīng)后，石英玻璃管內(nèi)所得固體CuO，根據(jù)Cu元素質(zhì)量守恒，可知CuS ~ CuO ，所以CuS的質(zhì)量為8g÷80g/mol×96g/mol=9.6g，則原礦樣中CuS的質(zhì)量分數(shù)為：9.6g÷10.0g×100%=96%

考點：本題考查基本儀器、基本操作、化學平衡、化學方程式的書寫、化學計算。