Question

【題目】工業上為了測定輝銅礦(主要成分是Cu2S)中Cu2S的質量分數，設計了如圖所示裝置。

實驗原理：Cu2S＋O2SO2 ＋2Cu，通過測定SO2的量來確定Cu2S的質量分數。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1.000 g。

C．將稱量好的樣品小心地放入硬質玻璃管中。

D．以每分鐘1 L的速率鼓入空氣。

E．將硬質玻璃管中的輝銅礦樣品加熱到一定溫度，發生反應為Cu2S＋O2SO2＋2Cu。

F．移取25.00 mL含SO2的水溶液于250 mL錐形瓶中，用0.010 0 mol/L KMnO4標準溶液滴定至終點。按上述操作方法重復滴定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化為SO2，并且全部被水吸收，則操作F中所發生反應的離子方程式為___。

(3)若操作F的滴定結果如下表所示，則輝銅礦樣品中Cu2S的質量分數是________。

滴定次數	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)本方案設計中有一個明顯的缺陷影響了測定結果(不屬于操作失誤)，你認為是____________(寫一種即可)。

Answer 1

【答案】除去空氣中可能含有的還原性氣體與酸性氣體 干燥空氣 2MnO4—＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋＋3H2O (或2MnO4—＋5SO2 ＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋ ) )80% 在用KMnO4滴定前，未反應完的O2與空氣中的O2也可將H2SO3氧化，造成測定結果偏低(答案合理即可)

【解析】

(1)裝置①中的溶液是高錳酸鉀溶液與氫氧化鉀溶液的混合溶液，目的是為了吸收空氣中可能含有的還原性氣體與酸性氣體，避免對測定結果產生誤差，裝置②干燥管中的堿石灰可除去空氣中混有的水蒸氣。

所以本題答案：除去空氣中可能含有的還原性氣體與酸性氣體 ；干燥空氣；

(2) SO2溶于水中生成亞硫酸，形成亞硫酸溶液，高錳酸鉀具有強氧化性，可以將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，高錳酸鉀被還原為硫酸錳，其反應的離子方程式為2MnO4-＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42-＋4H＋＋3H2O或2MnO4-＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42-＋4H＋。所以本題答案：2MnO4—＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋＋3H2O (或2MnO4—＋5SO2 ＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋ )

(3)第3組數據誤差太大，舍去，前兩組消耗高錳酸鉀溶液平均體積為[(21.03－1.04)＋(21.99－1.98)]÷2＝20.00mL，濃度為0.010 0 mol/L，高錳酸鉀的物質的量為0.010 0 mol/L×0.02 L＝0.000 2 mol，根據反應分析，得：

5Cu2S～5SO2～5H2SO3～2KMnO4

5 2

n 0.000 2 mol

則n＝0.000 5 mol。輝銅礦樣品中硫化亞銅的質量分數＝(0.000 5 mol×160g/mol×250/25)/1.00g×100%＝80%。

所以本題答案：80%。

(4)H2SO3具有還原性，未反應完的O2與空氣中的氧氣會把H2SO3部分氧化，則滴定時與高錳酸鉀反應的H2SO3減少，造成測定結果偏低。

所以本題答案：在用KMnO4滴定前，未反應完的O2與空氣中的O2也可將H2SO3氧化，造成測定結果偏低。