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，甲同學設計了如下圖實驗：

現稱取研細的黃銅礦樣品1.84g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe3O 4和SO2氣體，實驗后取d中溶液的1/10 置于錐形瓶中，用0.05mol/L 標準碘溶液進行滴定，消耗標準溶液 20mL。

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________________________。

乙同學在甲同學實驗的基礎上，設計了兩種與甲不同的吸收方法，并對吸收產物進行有關處理，同樣也測出了黃銅礦的純度。

（6）方法一：用如下圖裝置替代上述實驗裝置 d，同樣可以達到實驗目的是______(填序號)。

（7）方法二：將原裝置 d 中的試液改為Ba(OH)2，但測得的黃銅礦純度卻產生了+1%的誤差，假設實驗操作均正確，可能的原因主要有________________________。

Answer 1

【答案】（1）增大接觸面積，使原料充分反應、加快反應速率；

（2）bd； e ；（3）錐形瓶中的溶液由無色變為藍色且半分鐘不褪色；

（4）使反應生成的 SO2全部進入d 裝置中，使結果精確；

（5）50%；（6）②；

（7）空氣中的 CO2與 Ba(OH)2反應生成 BaCO3沉淀或 BaSO3被氧化成 BaSO4；

【解析】

試題分析：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%；

（6）由于圖2中，②硝酸鋇溶液中通入二氧化硫能夠生成硫酸鋇沉淀，過濾干燥后，根據硫酸鋇的質量計算出二氧化硫的質量，故答案為②；

（7）空氣中的CO2與Ba(OH)2反應可以生成BaCO3沉淀，此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以導致所以的沉淀的量比二氧化硫和氫氧化鋇反應生成的白色沉淀的量多。