Question

黄铜矿是工业炼铜的主要原料，主要成分为CuFeS₂，含少量脉石．为测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如图所示实验：

现用电子天平称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，实验后取d中溶液的

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置于锥形瓶中，用0.05mol?L^-1标准碘溶液进行滴定，消耗标准碘溶液20.00mL．请回答下列问题：
（1）将样品研细后再进行反应，其目的是

 

；标准碘溶液应盛放在（填“碱式”或“酸式”）

 

滴定管中．
（2）装置a的作用是

 

．
A．除去空气中的二氧化碳       
B．除去空气中的水蒸气
C．有利于气体混合             
D．有利于观察、控制空气流速
（3）若去掉c装置，会使测定结果（填“偏低”、“偏高”或“无影响”）

 

，写出影响测定结果的化学方程式

 

．
（4）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是

 

．
（5）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为

 

．
（6）假设实验操作均正确，测得的黄铜矿纯度仍然偏低，可能的原因主要有

 

．

Answer 1

分析：（1）增大固体的表面积可以加快化学反应速率；
（2）浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速；
（3）去掉c装置气体中二氧化硫在水溶液中会和氧气反应；测定结果偏小；
（4）二氧化硫全部被吸收是实验成败的关键；
（5）二氧化硫和单质碘之间发生氧化还原反应，根据消耗碘单质的量可以确定二氧化硫的量，进而确定黄铜矿的纯度；
（6）二氧化碳和二氧化硫均可以和氢氧化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钡易被氧化为硫酸钡．

解答：解：该实验原理是：根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定（二氧化硫可以用碘水来标定），结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度．
（1）将样品研细后再反应，即增大固体的表面积，目的是使原料充分反应、加快反应速率，故答案为：使原料充分反应、加快反应速率；
（2）装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量，故答案为：BD；
（3）去掉c装置气体中二氧化硫在水溶液中会和氧气反应，反应的化学方程式为：2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄，测定结果偏小，
故答案为：偏低；2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄；
（4）黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然通入空气，可以将产生的二氧化硫全部排出去，使结果精确，
故答案为：使反应生成的SO₂全部进入d装置中，使结果精确；
（5）根据滴定管的示数是上方小，下方大，可以读出滴定管示数是20.00mL，当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝，根据反应实质，得到：2I₂～2SO₂～CuFeS₂，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.00mL时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黄铜矿的质量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其纯度是：

0.92g

1.15g

×100%=80%，故答案为：80%；
（6）用水吸收二氧化硫不充分，空气中的CO₂与Ba（OH）₂反应可以生成BaCO₃沉淀，此外BaSO₃被氧化成BaSO₄均可以导致所以的沉淀的量比二氧化硫和氢氧化钡反应生成的白色沉淀的量多，
故答案为：空气中的CO₂与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃沉淀，用水吸收二氧化硫不充分，BaSO₃被氧化成BaSO₄．

点评：本题是一道关于物质的百分含量的综合考查题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．