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），為了測定該黃銅礦的純度，某同學設計了如下實驗：

 

   

現(xiàn)稱取研細的黃銅礦樣品1.840g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe3O4和SO2氣體，實驗后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.05mol/L標準碘溶液進行滴定，消耗標準溶液20.00ml。請回答下列問題：

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

（2）裝置a和c的作用分別是____和____（填標號）。

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.除去反應后多余的氧氣

（3）上述反應結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是___________。

（4）通過計算可知，該黃銅礦的純度為________。

（5）若用右圖裝置替代上述實驗裝置d，同樣可以達到實驗目的的是____（填序號）。

 

（6）若將原裝置d中的試液改為Ba(OH)2，測得的黃銅礦純度誤差為＋1%，假設實驗操作均正確，可能的原因主要有_____________________________________________。

Answer 1

【知識點】化學實驗原理、儀器、滴定操作、實驗中的簡單計算

【答案解析】（1）電子天平(2分)，使原料充分反應、加快反應速率（2分）。

（2）b、d和e （各1分，共3分）

（3）使反應生成的SO2全部進入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；將樣品研細后再反應，是增大接觸面積，使原料充分反應、加快反應速率。

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

（3）上述反應結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，使反應生成的SO2全部進入d裝置中，使結(jié)果精確；

（4）用標準碘液進行滴定時：I2+H2SO3+H2O=4H++I-+SO42-；通過硫原子守恒有：

CuFeS2——2SO2—（取溶液的1/10進行滴定）—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（弱酸不能制強酸）；②裝置中吸收二氧化硫后，相當于有強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，過濾、干燥后稱量質(zhì)量再根據(jù)硫原子守恒也可以計算樣品純度；③裝置排飽和亞硫酸鈉溶液的方法只能測出二氧化硫的體積，溫度、壓強不好控制，無法計算物質(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，通過稱量干燥后的質(zhì)量和硫原子守恒去計算樣品純度，在這個過程中，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，都會造成結(jié)果偏差。

【思路點撥】本題主要考查基本化學實驗原理，注意分析每一步操作的作用，結(jié)合題干大膽推測各裝置的作用，大多數(shù)實驗步驟大同小異，最后通過結(jié)果驗證答案的正確性，綜合性較強�？疾閷W生的實驗操作能力、細心分析問題、解決問題的能力。