Question

黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿（含少量SiO₂），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：
 
现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1/10置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20.00mL。请回答下列问题：
（1）称量样品所用的仪器为        （填“托盘天平”或“电子天平”），将样品研细后再反应，其目的是         。
（2）装置a和c的作用分别是    和    （填标号）。
a．除去SO₂气体
b．除去空气中的水蒸气
c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速
e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是     。
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为      。
（5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是     （填序号）。

（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)₂，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有          。

Answer 1

（1）电子天平，使原料充分反应、加快反应速率。
（2）b、d和e
（3）使反应生成的SO₂全部进入d装置中，使结果精确。
（4）80%
（5）②。
（6）空气中的CO₂与Ba(OH)₂反应生成BaCO₃沉淀；BaSO₃被氧化成BaSO₄

（1）托盘天平的精确度为 0.1g，故只有电子天平才能称取1.150g样品；研细的目的是增大固体的表面积，使原料充分反应、加快反应速率；
（2）浓硫酸能除去空气中的水蒸气，且洗气瓶有利于观察空气流速；灼热铜网的目的是除去反应后多余的氧气；
（3）反应结束后，装置中还有SO_2，所以仍需通入一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO₂全部进入d装置中，使结果精确；
（4）由c?V可知n(I₂)=0.05mol/L×20.00×10^-3L，由I₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-可知n(SO₂)=n(I₂)=0.05mol/L×20.00×10^-3L，则总的n(SO₂)=0.05mol/L×20.00×10^-3L÷1/10，由CuFeS₂～2SO₂可知，n(CuFeS₂)=0.05mol/L×20.00×10^-3L÷1/10÷2，由n?M可知m(CuFeS₂)=0.05mol/L×20.00×10^-3L÷1/10÷2×184g/mol，则其纯度为0.05mol/L×20.00×10^-3L÷1/10÷2×184g/mol÷1.150g×100%=80%；
（5）SO₂不能与BaCl₂反应，故①错误；SO₂与Ba(NO₃)₂溶液反应，生成白色的硫酸钡沉淀，过滤、干燥、称取沉淀的质量，可以测定样品的纯度，故②正确；SO₂不能与NaHSO₃溶液反应，故③错误；
（6）空气中的CO₂与Ba(OH)₂反应生成BaCO₃沉淀，BaSO₃被氧化成BaSO₄，这些因素都可能导致误差