Question

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），為了測(cè)定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)：

現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.150g，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂氣體，實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的1/10置于錐形瓶中，用0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，初讀數(shù)為0.00mL，終讀數(shù)如圖2所示．請(qǐng)回答下列問題：
（1）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是

使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率

．
（2）裝置a的作用是

bd

．
a．有利于空氣中氧氣充分反應(yīng)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
（3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是

使反應(yīng)生成的SO₂全部進(jìn)入d裝置中，使結(jié)果精確

．
（4）滴定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)碘溶液所耗體積為

20.00

mL．判斷滴定已達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是

溶液恰好由無色變成淺藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色

．通過計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為

80%

．
（5）若用如圖3裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置d，同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?!--BA-->

②

．（填編號(hào)）
（6）若將原裝置d中的試液改為Ba（OH）₂，測(cè)得的黃銅礦純度誤差為+1%，假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，可能的原因主要有

空氣中的CO₂與Ba（OH）₂反應(yīng)生成BaCO₃沉淀，BaSO₃被氧化成BaSO₄

．

Answer 1

分析：（1）增大固體的表面積可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）濃硫酸可以將水除去，還可以根據(jù)冒出氣泡的速率來調(diào)節(jié)空氣流速；
（3）二氧化硫全部被吸收是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵；
（4）根據(jù)滴定管的讀數(shù)方法和要求來回答判斷；
（5）二氧化硫和單質(zhì)碘之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)消耗碘單質(zhì)的量可以確定二氧化硫的量，進(jìn)而確定黃銅礦的純度；
（6）二氧化碳和二氧化硫均可以和氫氧化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，亞硫酸鋇易被氧化為硫酸鋇．

解答：解：該實(shí)驗(yàn)原理是：根據(jù)黃銅礦受熱分解產(chǎn)生的二氧化硫的量的測(cè)定（二氧化硫可以用碘水來標(biāo)定），結(jié)合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進(jìn)而計(jì)算其純度．
（1）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率，故答案為：使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率；
（2）裝置a中的濃硫酸可易吸收空氣中的水蒸氣，同時(shí)根據(jù)冒出的氣泡的速率來控制氣體的通入量，故答案為：bd；
（3）黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產(chǎn)物，分解完畢后仍然通入空氣，可以將產(chǎn)生的二氧化硫全部排出去，使結(jié)果精確，
故答案為：使反應(yīng)生成的SO₂全部進(jìn)入d裝置中，使結(jié)果精確；
（4）根據(jù)滴定管的示數(shù)是上方小，下方大，可以讀出滴定管示數(shù)是20.00mL，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢，再滴入一滴碘單質(zhì)，遇到淀粉會(huì)變藍(lán)，根據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，得到：2I₂～2SO₂～CuFeS₂，消耗掉0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00mL時(shí)，即消耗的碘單質(zhì)的量為：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黃銅礦的質(zhì)量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其純度是：

0.92g

1.15g

×100%=80%，故答案為：80%；
（5）用如圖3裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置d，飽和的亞硫酸氫鈉不會(huì)和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，所以根據(jù)液面上升的高度可以確定生成的量，進(jìn)而根據(jù)元素守恒來確定黃銅礦的純度，
故答案為：②；
（6）空氣中的CO₂與Ba（OH）₂反應(yīng)可以生成BaCO₃沉淀，此外BaSO₃被氧化成BaSO₄均可以導(dǎo)致所以的沉淀的量比二氧化硫和氫氧化鋇反應(yīng)生成的白色沉淀的量多，
故答案為：空氣中的CO₂與Ba（OH）₂反應(yīng)生成BaCO₃沉淀，BaSO₃被氧化成BaSO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于物質(zhì)的百分含量的綜合考查題目，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度較大．