Question

【題目】硫酸銅晶體(CuSO4﹒5H2O)常用于印染的媒染劑，農(nóng)業(yè)和漁業(yè)的殺蟲劑、工業(yè)鍍銅等。

[物質(zhì)制備]某興趣小組同學查找到以輝銅礦(主要成分是硫化亞銅，化學式為Cu2S) 為主要原料制備硫酸銅晶體的工業(yè)生產(chǎn)過程:

[資料1 ]硫化亞銅(Cu2S)高溫時能與空氣中的氧氣反應生成氧化銅和二氧化硫氣體。

(1)Cu2S中銅元素的化合價為______________。

(2)焙燒過程中為了讓輝銅礦充分反應，可以采取的措施是______________。

(3),上述“酸溶”過程中發(fā)生反應的化學方程式是______________。上述流程中產(chǎn)生的SO2可用于工業(yè)上生產(chǎn)硫酸。

(4)制得硫酸銅晶體粗品的過程是:將濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、_________、洗滌、 低溫干燥而獲得。

[含量測定]該興趣小組的同學為測定某輝銅礦中硫元素的含量，進行了如下的實驗探究。(假設(shè)每步反應均完全，不考慮裝置內(nèi)原有空氣對測定結(jié)果的影響)。該實驗小組設(shè)計了下列裝置，取6g輝銅礦樣品，放入硬質(zhì)玻璃管中。

充分反應后，取C瓶中的溶液進行了如下圖處理:

[資料Ⅱ]亞硫酸鈉(Na2SO3) 與過氧化氫反應能生成硫酸鈉和水。

[問題討論] (5)圖2裝置中A瓶內(nèi).所盛的試劑是NaOH溶液，其作用是______________；C瓶中NaOH溶液的作用是______________。

(6)圖3實驗過程中必須對濾渣進行洗滌，證明濾渣洗凈所用試劑是_____________溶液，若缺少洗滌操作則會使測得的硫化亞銅的含量_____________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(7)圖3實驗過程中，加入過量BaCl2溶液時發(fā)生反應的化學方程式為______________；該輝銅礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為______________。(假設(shè)輝銅礦中只有Cu2S 含有S元素，且轉(zhuǎn)化過程中無硫元素的損失)

Answer 1

【答案】+1 將輝銅礦研成粉末 過濾 吸收空氣中的二氧化碳，防止測得二氧化硫的質(zhì)量偏大 吸收硬質(zhì)玻璃管內(nèi)生成的二氧化硫 硫酸鈉 偏大 16%

【解析】

（1）硫元素通常為-2價，設(shè)Cu2S中銅元素的化合價為x，根據(jù)化合物中正、負化合價的代數(shù)和為零，可得：2x+（-2）=0，x=+1；

（2）焙燒過程中為了讓輝銅礦充分反應，可以采取的措施是：將輝銅礦研成粉末，可以增大反應物之間接觸面積；

（3）“酸溶”過程為氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，該反應的化學方程式為：；

（4）制得硫酸銅晶體粗品的過程是：將濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、 低溫干燥而獲得；

問題討論：（5）圖2裝置中A瓶內(nèi)所盛的試劑是NaOH溶液，其作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止測得二氧化硫的質(zhì)量偏大；

C瓶中NaOH溶液的作用是：吸收硬質(zhì)玻璃管內(nèi)生成的二氧化硫；

（6）C瓶中的溶液為氫氧化鈉和二氧化硫反應生成的亞硫酸鈉，亞硫酸鈉能與過氧化氫反應生成硫酸鈉和水，加過量氯化鋇溶液，氯化鋇與硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，故濾渣為硫酸鋇沉淀，濾液中的溶質(zhì)為氯化鋇和氯化鈉，證明濾渣洗凈所用試劑是硫酸鈉溶液，硫酸鈉能與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀；

若缺少洗滌操作，會導致測定的沉淀質(zhì)量偏大，則會使測得的硫化亞銅的含量偏大；

（7）圖3實驗過程中，加入過量BaCl2溶液，氯化鋇與硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，發(fā)生反應的化學方程式為：

圖2、圖3中發(fā)生反應的化學方程式為：

，，；，由化學方程式可知，硫化亞銅中的硫元素全部轉(zhuǎn)移到了硫酸鋇沉淀中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變，故硫元素的質(zhì)量為：，輝銅礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為：。