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SiO2），為了測(cè)定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

 

   

現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.840g，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中溶液的置于錐形瓶中，用0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00ml。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）稱量樣品所用的儀器為_(kāi)____(填“托盤天平”或“電子天平”)，將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是_______              。

（2）裝置a和c的作用分別是____和____（填標(biāo)號(hào)）。

a．除去SO2氣體         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   e.除去反應(yīng)后多余的氧氣

（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___________。

（4）通過(guò)計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為_(kāi)_______。

（5）若用右圖裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置d，同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀___（填序號(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_____________________________________________。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理、儀器、滴定操作、實(shí)驗(yàn)中的簡(jiǎn)單計(jì)算

【答案解析】（1）電子天平(2分)，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率（2分）。

（2）b、d和e （各1分，共3分）

（3）使反應(yīng)生成的SO2全部進(jìn)入d裝置中，使結(jié)果精確（2分）。

（4）50%（2分）。       （5）②（2分）。

（6）空氣中的CO2與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4（合理均可2分）

解析：

（1）稱取樣品1.840g，托盤天平的精確度為0.1g，故要選用電子天平；將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，是增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率。

（2）樣品在煅燒時(shí)生成二氧化硫，最后溶于水進(jìn)行滴定，所以裝置a要將空氣中的水蒸氣除去否則會(huì)影響二氧化硫進(jìn)入d的產(chǎn)量；同時(shí)，通過(guò)觀察進(jìn)氣管口氣泡的多少判斷空氣流速，防止進(jìn)入氧氣過(guò)多氧化二氧化硫，造成結(jié)果偏低；反應(yīng)后多余的氧氣會(huì)氧化二氧化硫，所以通過(guò)c裝置除去。

（3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，使反應(yīng)生成的SO2全部進(jìn)入d裝置中，使結(jié)果精確；

（4）用標(biāo)準(zhǔn)碘液進(jìn)行滴定時(shí)：I2+H2SO3+H2O=4H++I-+SO42-；通過(guò)硫原子守恒有：

CuFeS2——2SO2—（取溶液的1/10進(jìn)行滴定）—2 H2SO3——2 I2

0.005mol  0.001mol×10=0.01mol            0.001mol  0.05mol/L×0.02L=0.001mol

該黃銅礦的純度為:0.005mol×184g/mol÷1.84g×100%=50%

（5）①裝置二氧化硫不被吸收（弱酸不能制強(qiáng)酸）；②裝置中吸收二氧化硫后，相當(dāng)于有強(qiáng)氧化性的硝酸存在將亞硫酸根氧化成硫酸根，從而生成硫酸鋇沉淀，過(guò)濾、干燥后稱量質(zhì)量再根據(jù)硫原子守恒也可以計(jì)算樣品純度；③裝置排飽和亞硫酸鈉溶液的方法只能測(cè)出二氧化硫的體積，溫度、壓強(qiáng)不好控制，無(wú)法計(jì)算物質(zhì)的量。

（6）若將原裝置d中的試液改為Ba(OH)2，則形成亞硫酸鋇沉淀，通過(guò)稱量干燥后的質(zhì)量和硫原子守恒去計(jì)算樣品純度，在這個(gè)過(guò)程中，空氣中的二氧化碳也可能被吸收生成碳酸鋇沉淀，或者空氣中的氧氣將亞硫酸鋇氧化成硫酸鋇，都會(huì)造成結(jié)果偏差。

【思路點(diǎn)撥】本題主要考查基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，注意分析每一步操作的作用，結(jié)合題干大膽推測(cè)各裝置的作用，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟大同小異，最后通過(guò)結(jié)果驗(yàn)證答案的正確性，綜合性較強(qiáng)。考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、細(xì)心分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。