Question

(17分)黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS₂，現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含少量脈石SiO₂)，為了測定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：

稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.150g，在空氣存在的條件下進(jìn)行煅燒。實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的1/10置于錐形瓶中，用0.05mo1/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，初讀數(shù)為0.10mL，終讀數(shù)如右上圖所示。
（1）黃銅礦煅燒的反應(yīng)為8CuFeS₂+21O₂高溫8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，該反應(yīng)中被還原的元素是___（填元素符號）。
（2）標(biāo)準(zhǔn)碘溶液應(yīng)盛放在(填“堿式”或“酸式”)________滴定管中；裝液之前，滴定管要用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液潤洗2—3次，潤洗的操作是：                                        。請用化學(xué)方程式表示滴定的原理：                                               。
（3）滴定終點(diǎn)的讀數(shù)為        mL；通過計算可知，該黃銅礦的純度為                 。
（4）若去掉c裝置，會使測定結(jié)果              (填“偏低”“偏高”或“無影響”)。
（5）假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，測得黃銅礦的純度偏低，可能的原因主要有                   。

Answer 1

(17分) （1）Cu、O（2分，各1分）
（2）酸式（2分）；往滴定管上口加入3~5mL標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，傾斜轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕全部滴定管內(nèi)壁，然后，一手控制活塞，將液體從滴定管下部放出（3分，每個要點(diǎn)給1分）；
SO₂+I₂+2H₂O＝H₂SO₄+2HI  (或H₂SO₃+I₂+H₂O＝H₂SO₄+2HI)（2分，配平錯誤扣1分）
（3）20.10（2分，數(shù)位錯的不給分）；80.4%（2分）  （4）偏低（2分）
（5）二氧化硫未能被水充分吸收，亞硫酸部分被氧化（2分，各1分）

試題分析：（1）根據(jù)方程式可知銅元素的化合價從+2價降低到0價，氧元素的化合價從化0價降低－2價，被還原。硫元素的化合價從－1價升高到+4價，鐵元素的化合價從+2價部分升高到+3價，被氧化。
（2）標(biāo)準(zhǔn)碘溶液顯酸性應(yīng)盛放在酸式滴定管中；裝液之前，滴定管要用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液潤洗2—3次，潤洗的操作是往滴定管上口加入3～5mL標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，傾斜轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕全部滴定管內(nèi)壁，然后，一手控制活塞，將液體從滴定管下部放出。SO₂檢驗(yàn)還原性能被單質(zhì)碘氧化，則表示滴定原理的方程式為SO₂+I₂+2H₂O＝H₂SO₄+2HI。
（3）滴定管自上而下刻度逐漸增大，且能精確到0.1mol，所以根據(jù)裝置圖可知滴定終點(diǎn)的讀數(shù)為20.10        mL；因此根據(jù)方程式SO₂+I₂+2H₂O＝H₂SO₄+2HI可知消耗SO₂的物質(zhì)的量是0.05mo1/L×0.02010L＝0.001005mol，則原礦石中產(chǎn)生的SO₂是0.001005mol×10＝0.01005mol，所以根據(jù)方程式8CuFeS₂+21O₂高溫8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂可知CuFeS₂的物質(zhì)的量是0.01005mol÷2＝0.005025mol，其質(zhì)量為0.005025mol×184g/mol＝0.9246g，則該黃銅礦的純度為 ×100×＝80.4%.
（4）銅網(wǎng)的作用是除去未反應(yīng)的氧氣，氧氣具有氧化性，如果沒有裝置c，則導(dǎo)致SO₂與碘反應(yīng)時消耗碘溶液的體積減少，從而導(dǎo)致純度偏低。
（5）假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，測得黃銅礦的純度偏低，這說明消耗的標(biāo)準(zhǔn)液碘的體積偏少，因此可能的原因主要有二氧化硫未能被水充分吸收或亞硫酸部分被氧化。