Question

黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，主要成分為CuFeS₂，含少量脈石．為測(cè)定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)：

現(xiàn)用電子天平稱(chēng)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

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置于錐形瓶中，用0.05mol?L^-1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00mL．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將樣品研細(xì)后再進(jìn)行反應(yīng)，其目的是

 

；標(biāo)準(zhǔn)碘溶液應(yīng)盛放在（填“堿式”或“酸式”）

 

滴定管中．
（2）裝置a的作用是

 

．
A．除去空氣中的二氧化碳       
B．除去空氣中的水蒸氣
C．有利于氣體混合             
D．有利于觀(guān)察、控制空氣流速
（3）若去掉c裝置，會(huì)使測(cè)定結(jié)果（填“偏低”、“偏高”或“無(wú)影響”）

 

，寫(xiě)出影響測(cè)定結(jié)果的化學(xué)方程式

 

．
（4）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是

 

．
（5）通過(guò)計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為

 

．
（6）假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，測(cè)得的黃銅礦純度仍然偏低，可能的原因主要有

 

．

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(lái)調(diào)節(jié)空氣流速；
（3）去掉c裝置氣體中二氧化硫在水溶液中會(huì)和氧氣反應(yīng)；測(cè)定結(jié)果偏小；
（4）二氧化硫全部被吸收是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵；
（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(lái)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(lái)控制氣體的通入量，故答案為：BD；
（3）去掉c裝置氣體中二氧化硫在水溶液中會(huì)和氧氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄，測(cè)定結(jié)果偏小，
故答案為：偏低；2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄；
（4）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；
（5）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%；
（6）用水吸收二氧化硫不充分，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，用水吸收二氧化硫不充分，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(wèn)題的能力，難度較大．