Question

工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的质量分数，设计了如图装置。实验时按如下步骤操作：

A．连接全部仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B．称取研细的辉铜矿样品1.000g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1L的速率鼓入空气。

E.将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu₂S+O₂=SO₂ +2Cu。
F. 移取25.00ml含SO₂的水溶液于250ml锥形瓶中，用0.0100mol/L KMnO₄标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。

试回答下列问题：
（1）装置①的作用是_________________；装置②的作用是____________________。
（2）假定辉铜矿中的硫全部转化为SO₂，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的化学方程式为                              ，当产生_______________________________的现象时可判断滴定已经达到终点。
（3）若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数是_________。

滴定 次数	待测溶液的 体积/mL	标准溶液的体积
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

 
（4）本方案设计中由一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是            （写一种既可）。
（5）已知在常温下FeS 的 Ksp＝ 6 . 25 × 10 ^－18, H₂S 饱和溶液中 c (H^＋）与 c (S^2－）之间存在如下关系： c² (H^＋) ·c（S^2－) =" 1" . 0×10^－22。在该温度下，将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中，欲使溶液中c（Fe²⁺）为 lmol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________。　　

Answer 1

（1）除去空气中的还原性气体与酸性气体； 干燥空气
（2）2KMnO₄+5H₂SO₃=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄+3H₂O  
滴入最后一滴标准KMnO₄溶液后，溶液由无色变为淡紫色，并在半分钟内不褪色
（3）80％
（4）在KMnO₄滴定前，未反应完的SO₂与空气中的O₂也可将H₂SO₃氧化，造成测定结果偏低
（5）4 ×10^－3mol/L

试题分析：（1）装置①溶液含有KMnO₄具有氧化性，可吸收空气中的还原性气体，NaOH可吸收酸性气体；装置②含有碱石灰，具有吸水性，可干燥空气。
（2）操作F中KMnO₄氧化H₂SO₄，配平可得化学方程式：2KMnO₄+5H₂SO₃=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄+3H₂O；滴定达到终点时，H₂SO₃完全反应，所以现象为：滴入最后一滴标准KMnO₄溶液后，溶液由无色变为淡紫色，并在半分钟内不褪色。
（3）三次滴定标准液的体积分别为：19.99mL、20.01mL、18.04mL，第三次滴定的体积差别较大，数据出现了错误，应舍去，前两次滴定标准液的平均体积为20.00mL，根据化学方程式可得物质的对应关系为：5Cu₂S ～ 5SO₂～ 5H₂SO₃～ 2KMnO₄，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数="0.02L×0.0100mol/L×5/2×10×160g/mol÷1.000g×100%" =80%
（4）SO₂能被空气中的O₂氧化，所以在KMnO₄滴定前，未反应完的SO₂与空气中的O₂也可将H₂SO₃氧化，造成测定结果偏低。
（5）（Fe²⁺）为 lmol/L，则c（S^2－) = Ksp（FeS）÷c（Fe²⁺）=" 6" . 25 × 10 ^－18÷1="6" . 25 × 10 ^－18，带入c² (H^＋) ·c（S^2－) =" 1" . 0×10^－22，可得c（H⁺）="4" ×10^－3mol/L