Question

【題目】輝銅礦與銅藍(lán)礦都是天然含硫銅礦，在地殼中二者常伴生存在。現(xiàn)取一份該伴生礦樣品，經(jīng)檢測后確定僅含Cu2S、CuS和惰性雜質(zhì)。為進(jìn)一步確定其中Cu2S、CuS的含量，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①取2.6g樣品，加入200.0mL0.2000mol·L－1酸性KMnO4溶液，加熱(硫元素全部轉(zhuǎn)化為SO42－)，濾去不溶雜質(zhì)；

②收集濾液至250mL容量瓶中，定容；

③取25.00mL溶液，用0.1000mol·L－1FeSO4溶液滴定，消耗20.00mL；

④加入適量NH4HF2溶液(掩蔽Fe3+和Mn2+，使其不再參與其他反應(yīng))，再加入過量KI固體，輕搖使之溶解并發(fā)生反應(yīng)：2Cu2++4I－=2CuI+I2；

⑤加入2滴淀粉溶液，用0.1000mo1·L－1Na2S2O3溶液滴定，消耗30.00mL(已知：2S2O32－+I2=S4O62－+2I－)。

回答下列問題：

(1)寫出Cu2S溶于酸性KMnO4溶液的離子方程式：___________；

(2)配制0.1000mol· L－1FeSO4溶液時(shí)要用煮沸過的稀硫酸，原因是___________，配制過程中所需玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、容量瓶外還有___________；

(3)③中取25.00mL待測溶液所用的儀器是___________；

(4)⑤中滴定至終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為___________；

(5)混合樣品中Cu2S和CuS的含量分別為_________%、_________%(結(jié)果均保留1位小數(shù))。

Answer 1

【答案】Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O 除去水中溶解的氧氣，防止Fe2+被氧化 膠頭滴管 （酸式）滴定管（或移液管） 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色 61.5 36.9

【解析】

由配制溶液的過程確定所需儀器，據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)原理判斷終點(diǎn)現(xiàn)象，運(yùn)用關(guān)系式計(jì)算混合物的組成。

(1)據(jù)題意，樣品中的Cu、S元素被酸性KMnO4溶液分別氧化成Cu2+、SO42-，則Cu2S與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O。

(2)配制0.1000mol·L－1FeSO4溶液所用稀硫酸要煮沸，目的是除去水中溶解的氧氣，防止Fe2+被氧化；配制過程中所需玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管。

(3)步驟③中取25.00mL待測溶液（有未反應(yīng)的酸性KMnO4溶液），所用儀器的精度應(yīng)為0.01mL，故選酸式滴定管或移液管。

(4)步驟⑤用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定反應(yīng)生成的I2，使用淀粉作指示劑，終點(diǎn)時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色。

(5)設(shè)2.6g樣品中，Cu2S和CuS的物質(zhì)的量分別為x、y，

據(jù)5Fe2+~MnO4-（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O），樣品反應(yīng)后

剩余n(MnO4-)=0.1000mol·L－1×20.00×10-3L××=4.000×10-3mol

樣品消耗n(MnO4-)=0.2000mo·L－1×200.0×10-3L－4.000×10-3mol=36.00×10-3mol

由Cu2S~2MnO4-和5CuS~8MnO4-（5CuS+8MnO4-+24H+=5Cu2++5SO42-+8Mn2++12H2O），得2x+y=36.00×10-3mol

又據(jù)2Cu2+~I2~2S2O32－，得2x+y=0.1000mo1·L－1×30.00×10-3L×=30.00×10-3mol

解方程組得x=y=0.01mol

故w(Cu2S)==61.5%，w(CuS)==36.9%。