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 (S2－）之间存在如下关系： c2 (H＋) ·c（S2－) = 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

【解析】

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（S2－) = Ksp（FeS）÷c（Fe2+）= 6 . 25 × 10 －18÷1=6 . 25 × 10 －18，带入c2 (H＋) ·c（S2－) = 1 . 0×10－22 ，可得c（H+）=4 ×10－3mol/L

考点：本题考查实验方案的分析、化学计算。