Question

【題目】黃銅礦是工業煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS2，現有一種天然黃銅礦(含SiO2)，為了測定該黃銅礦的純度，甲同學設計了如圖實驗：

現稱取研細的黃銅礦樣品1.84 g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe3O4和SO2氣體，實驗后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.05 mol·L－1 標準碘溶液進行滴定，消耗標準溶液20 mL。

請回答下列問題：

(1)將樣品研細后再反應，其目的是__________________________________。

(2)裝置a和c的作用分別是________和________(填標號，可以多選)。

a．除去SO2氣體

b．除去空氣中的水蒸氣

c．有利于氣體混合

d．有利于觀察空氣流速

e．除去反應后多余的氧氣

(3)滴定達終點時的現象是_________________________________________。

(4)上述反應結束后，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___________________。

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，加快反應速率；使原料充分反應 bd e 錐形瓶中的溶液由無色變為藍色且半分鐘不褪色 使反應生成的SO2全部進入d裝置中，使結果精確 50%

【解析】該實驗原理是：根據黃銅礦受熱分解產生的二氧化硫的量的測定(二氧化硫可以用碘水來標定)，結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，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應、加快反應速率；
(2)裝置a中的濃硫酸可易吸收空氣中的水蒸氣，同時根據冒出的氣泡的速率來控制氣體的通入量；灼熱的銅網可以除去多余的氧氣；
(3)當達到滴定終點時，二氧化硫已經被碘單質消耗完畢，再滴入一滴碘單質，遇到淀粉會變藍且半分鐘不褪色，證明反應達到反應終點；
(4)黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產物，分解完畢后仍然通入空氣，可以將產生的二氧化硫全部排出去，使結果精確；
(5)根據滴定管的示數是上方小，下方大，可以讀出滴定管示數是20.00mL，當達到滴定終點時，二氧化硫已經被碘單質消耗完畢，再滴入一滴碘單質，遇到淀粉會變藍，根據反應實質，得到：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗掉0.05mol/L標準碘溶液20.00mL時，即消耗的碘單質的量為：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黃銅礦的質量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其純度是：×100%=50%。