Question

【題目】黃銅礦是一種銅鐵硫化物，化學(xué)式為CuFeS2，它是工業(yè)上煉銅的主要原料。某化學(xué)小組對其中的硫、鐵、銅的含量進行測定。

Ⅰ.硫的含量測定。

(1)采用裝置A，在高溫下將10.0g礦樣中的硫轉(zhuǎn)化為SO2。

若在裝置A反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為19:6，灼燒后A中留下黑色固體，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(2)將氣體a通入測硫裝置中(如圖)，然后采用沉淀法測定硫的含量。

①KMnO4溶液氧化SO2的離子方程式為________________。

②向反應(yīng)后的溶液中加入過量的BaCl2溶液，過濾，洗滌沉淀并干燥，稱重為23.3g，則該礦樣中硫的質(zhì)量分數(shù)為__________。

Ⅱ.鐵、銅的含量測定。

向A中灼燒后的固體中加入稀硫酸，加熱溶解，過濾，將濾液分為兩等份。

(3)取其中一份加入過量的氨水生成沉淀{已知Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+}，過濾、洗滌、灼燒、稱重為1.5 g。實驗過程中，加入過量的氨水得到的沉淀是___________(填化學(xué)式)；灼燒時除用到三腳架、酒精燈和玻璃棒外，還要用到________________。

(4)①將另一份溶液調(diào)至弱酸性，先加入NH4F，使Fe3+生成穩(wěn)定的，其目的是_____

②加入過量KI溶液，使Cu2+生成CuI沉淀，同時析出定量的I2。

③再用1.00 molL-1 Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2，以___________作指示劑。若消耗的Na2S2O3標準溶液為25.00 mL，則礦樣中銅的質(zhì)量分數(shù)是_________(已知I2 +2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI)。

Answer 1

【答案】6CuFeS2 + 19O2 2Fe3O4+6CuO+ 12SO2 5 SO2 +2H2O + 2=5+2Mn2+ +4H+ 32.0% Fe(OH)2，Fe(OH)3 坩堝(坩堝鉗)、泥三角 Fe3+能氧化I-為I2，2Fe3++2I-=2Fe2++I2，干擾Cu2+的檢測 淀粉 32.0%

【解析】

I硫含量的測定原理：高溫下將礦樣中的硫轉(zhuǎn)化為SO2，之后利用高錳酸鉀將二氧化硫氧化成硫酸根，在加入氯化鋇溶液得到硫酸鋇沉淀，通過硫酸鋇沉淀的量來確定二氧化硫的含量；

Ⅱ．鐵、銅的含量測定原理：取其中一份加入過量的氨水生成沉淀，Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+，則得到的沉淀為：Fe(OH)2、Fe(OH)3，灼燒后得到氧化鐵，稱重以計算鐵的量；將另一份溶液調(diào)至弱酸性，先加入NH4F，使Fe3+生成穩(wěn)定的，再加入過量KI溶液，使Cu2+生成CuI沉淀，同時析出定量的I2，通過測定I2的量來間接測定銅的量。

(1)O2是氧化劑，CuFeS2是還原劑，根據(jù)給出的物質(zhì)的量之比和質(zhì)量守恒，可寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6CuFeS2 + 19O22Fe3O4 +6CuO + 12SO2。

(2)①KMnO4溶液氧化SO2的生成硫酸，高錳酸鉀被還原為硫酸錳，結(jié)合電荷守恒、原子守恒和電子守恒書寫離子方程式：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；

②向反應(yīng)后的溶液中加入過量的BaCl2溶液，沉淀為BaSO4，由物料守恒知n(S)=n(BaSO4)==0.10 mol，m(S)=0.10 mol ×32 gmol-1=3.20 g，則礦樣中硫的質(zhì)量分數(shù)為；

(3)根據(jù)分析可知加入過量的氨水得到的沉淀是氫氧化亞鐵和氫氧化鐵，灼燒固體在坩堝中，灼燒時除用到三腳架、酒精燈和玻璃棒外，還要用到坩堝、坩堝鉗、泥三角；

(4)因為2Cu2+ +4I-=2CuI+I2，故2Cu2+~I2~2Na2S2O3，n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=1.00 molL-1×25.00 × 10-3 L=0.025 mol，m(Cu)=0.025 mol ×64 gmol-1 =1.6 g，其在礦樣中銅的質(zhì)量分數(shù)是。