Question

8．黃銅礦的主要成分是CuFeS₂（硫元素顯-2價(jià)，鐵元素顯+2價(jià)）．實(shí)驗(yàn)室里用黃銅礦為原料制取單質(zhì)銅和鐵紅（Fe₂O₃）的流程如下：

已知：CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+FeS+SO₂
 FeS+2HCl═FeCl₂+HS₂↑
（1）在實(shí)驗(yàn)室中，應(yīng)將黃銅礦粉末放在坩堝（填儀器名稱）中焙燒，操作a為過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒．
（2）欲選用下列部分裝置在實(shí)驗(yàn)室中以MnO₂和濃鹽酸為原料制取純凈、干燥的氯氣．

①圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②按氣流方向由左到右，導(dǎo)管口連接順序?yàn)閍→b→c→g→h→d．
③裝置連接好后，在裝藥品前，需檢驗(yàn)裝置的氣密性，具體方法是關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中有一段水柱形成，說(shuō)明裝置不漏氣． 
（3）若使用20g黃銅礦粉末可制得8gFe₂O₃（鐵紅），則該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是92% （假設(shè)各步反應(yīng)均完全進(jìn)行且過(guò)程中無(wú)額外物質(zhì)損耗）．

Answer 1

分析 （1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)進(jìn)行；操作a的目的是將溶液B中產(chǎn)生的氫氧化鐵沉淀過(guò)濾出來(lái)，再灼燒得氧化鐵；
（2）①圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)為MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、MnCl₂、H₂O；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a連接b、c，通過(guò)飽和食鹽水除去HCl、繼續(xù)連接g、h，通過(guò)濃硫酸，除去H₂O，再連接d，即可收集純凈、干燥的氯氣；
③利用加熱氣體膨脹的原理進(jìn)行裝置氣密性的檢驗(yàn)；
（3）根據(jù)Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，以此計(jì)算該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)進(jìn)行，操作a的目的是將溶液B中產(chǎn)生的氫氧化鐵沉淀過(guò)濾出來(lái)，再灼燒得氧化鐵，所以操作a為過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒，
故答案為：坩堝；過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒；
（2）①圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)為MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、MnCl₂、H₂O，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a連接b、c，通過(guò)飽和食鹽水除去HCl、繼續(xù)連接g、h，通過(guò)濃硫酸，除去H₂O，再連接d，即可收集純凈、干燥的氯氣；
故答案為：b→c→g→h→d；
③利用加熱氣體膨脹的原理進(jìn)行裝置氣密性的檢驗(yàn)，所以檢驗(yàn)方法為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中有一段水柱形成，說(shuō)明裝置不漏氣；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中有一段水柱形成，說(shuō)明裝置不漏氣；
（3）根據(jù)Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，所以該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{8g×368}{20g×160}$×100%=92%，故答案為：92%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備過(guò)程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，化學(xué)方程式和離子方程式書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．