Question

3．某化學興趣小組以黃銅礦（主要成分CuFeS₂）為原料進行如下實驗探究．為測定黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)，將m₁g該黃銅礦樣品放入如圖所示裝置中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃銅礦樣品．

（1）錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是氫氧化鈉；裝置B的作用是干燥氣體；錐形瓶D內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（2）反應結(jié)束后將錐形瓶D中的溶液進行如下處理：

如圖則向錐形瓶D中加入過量H₂O₂溶液反應的離子方程式為H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O；操作Ⅱ是洗滌、烘干、稱重，其中洗滌的具體方法固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2-3次；該黃銅礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的代數(shù)式表示）．
（3）反應后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗證熔渣中存在FeO，應選用的最佳試劑是C
A．KSCN溶液、氯水    B．稀鹽酸、KMnO₄溶液
C．稀硫酸、KMnO₄溶液    D．NaOH溶液
（4）已知：Cu⁺在強酸性環(huán)境中會發(fā)生反應生成Cu和Cu²⁺．設計實驗方案驗證泡銅中是否含有Cu₂O取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有．

Answer 1

分析 將m₁g該黃銅礦樣品放入如圖所示裝置中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃銅礦樣品，為防止二氧化碳的干擾，應將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，進入裝置C加熱反應，反應后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），生成的二氧化硫氣體進入裝置D被過濾氫氧化鈉溶液吸收得到亞硫酸鈉溶液，
（1）為防止二氧化碳的干擾，應將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，生成的二氧化硫能和氫氧化鈉反應生成鹽；
（2）亞硫酸根離子能被過氧化氫氧化生成硫酸根離子；洗滌固體在過濾器中進行，加水至浸沒固體使水自然流下，重復幾次洗滌干凈，m₂g固體為硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合硫元素守恒計算得到硫元素的質(zhì)量分數(shù)；
（3）反應后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗證熔渣中存在FeO，應選用的最佳試劑是加入硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液觀察高錳酸鉀溶液是否褪色設計檢驗方案；
（4）泡銅成分為Cu、Cu₂O，Cu⁺在強酸性環(huán)境中會發(fā)生反應生成Cu和Cu²⁺．據(jù)此設計實驗驗證是否含有氧化亞銅．

解答 解：（1）為防止二氧化碳的干擾，應將空氣中的二氧化碳用堿液除掉，錐形瓶A內(nèi)所盛試劑是氫氧化鈉溶液，通過堿石灰干燥吸收水蒸氣，生成的二氧化硫能和過量氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉鹽和水，反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：氫氧化鈉，干燥氣體，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（2）亞硫酸根離子具有還原性能被過氧化氫氧化生成硫酸根離子，反應的離子方程式為：H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O，洗滌固體在過濾器中進行，加水至浸沒固體使水自然流下，重復幾次洗滌干凈，具體操作為：固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2-3次，m₂g固體為硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合硫元素守恒計算得到硫元素的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{\frac{{m}_{2}g}{233g/mol}×32g/mol}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%，
故答案為：H₂O₂+SO₃^2-=SO₄^2-+H₂O；固體放入過濾器中，用玻璃棒引流向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待濾液自然流下后，重復上述操作2-3次；$\frac{32{m}_{2}}{233{m}_{1}}$×100%；
（3）反應后固體經(jīng)熔煉、煅燒后得到泡銅（Cu、Cu₂O）和熔渣（Fe₂O₃、FeO），要驗證熔渣中存在FeO，應選用的最佳試劑是加入硫酸溶解后加入高錳酸鉀溶液觀察高錳酸鉀溶液是否褪色設計檢驗方案，
故答案為：C；
（4）泡銅成分為Cu、Cu₂O，Cu⁺在強酸性環(huán)境中會發(fā)生反應生成Cu和Cu²⁺．據(jù)此設計實驗驗證是否含有氧化亞銅，取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有，
故答案為：取少量泡銅于試管中加入適量稀硫酸，若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu₂O，否則不含有．

點評 本題考查混合物的分離和提純，主要是物質(zhì)性質(zhì)、實驗基本操作和實驗探究設計等知識點，關鍵是提取題中的信息，根據(jù)所學知識完成，題目難度中等．