Question

工業上為了測定輝銅礦（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的質量分數，設計了如圖裝置。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1.000g。

C．將稱量好的樣品小心地放入硬質玻璃管中。

D．以每分鐘1L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+O₂=SO₂ +2Cu。
F. 移取25.00ml含SO₂的水溶液于250ml錐形瓶中，用0.0100mol/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中所發生反應的化學方程式為                              ，當產生_______________________________的現象時可判斷滴定已經達到終點。
（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）本方案設計中由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            （寫一種既可）。
（5）已知在常溫下FeS 的 Ksp＝ 6 . 25 × 10 ^－18, H₂S 飽和溶液中 c (H^＋）與 c (S^2－）之間存在如下關系： c² (H^＋) ·c（S^2－) =" 1" . 0×10^－22。在該溫度下，將適量 FeS 投入硫化氫飽和溶液中，欲使溶液中c（Fe²⁺）為 lmol/L，應調節溶液的c（H^十）為__________�！　�

Answer 1

（1）除去空氣中的還原性氣體與酸性氣體； 干燥空氣
（2）2KMnO₄+5H₂SO₃=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄+3H₂O  
滴入最后一滴標準KMnO₄溶液后，溶液由無色變為淡紫色，并在半分鐘內不褪色
（3）80％
（4）在KMnO₄滴定前，未反應完的SO₂與空氣中的O₂也可將H₂SO₃氧化，造成測定結果偏低
（5）4 ×10^－3mol/L

解析試題分析：（1）裝置①溶液含有KMnO₄具有氧化性，可吸收空氣中的還原性氣體，NaOH可吸收酸性氣體；裝置②含有堿石灰，具有吸水性，可干燥空氣。
（2）操作F中KMnO₄氧化H₂SO₄，配平可得化學方程式：2KMnO₄+5H₂SO₃=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄+3H₂O；滴定達到終點時，H₂SO₃完全反應，所以現象為：滴入最后一滴標準KMnO₄溶液后，溶液由無色變為淡紫色，并在半分鐘內不褪色。
（3）三次滴定標準液的體積分別為：19.99mL、20.01mL、18.04mL，第三次滴定的體積差別較大，數據出現了錯誤，應舍去，前兩次滴定標準液的平均體積為20.00mL，根據化學方程式可得物質的對應關系為：5Cu₂S ～ 5SO₂～ 5H₂SO₃～ 2KMnO₄，則輝銅礦樣品中Cu₂S的質量分數="0.02L×0.0100mol/L×5/2×10×160g/mol÷1.000g×100%" =80%
（4）SO₂能被空氣中的O₂氧化，所以在KMnO₄滴定前，未反應完的SO₂與空氣中的O₂也可將H₂SO₃氧化，造成測定結果偏低。
（5）（Fe²⁺）為 lmol/L，則c（S^2－) = Ksp（FeS）÷c（Fe²⁺）=" 6" . 25 × 10 ^－18÷1="6" . 25 × 10 ^－18，帶入c² (H^＋) ·c（S^2－) =" 1" . 0×10^－22，可得c（H⁺）="4" ×10^－3mol/L
考點：本題考查實驗方案的分析、化學計算。