Question

某礦樣含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室中以該礦樣為原料制備CuCl₂·2H₂O晶體，流程如下：

（1）在實(shí)驗(yàn)室中，欲用37％(密度為1．19 g·mL^-1)的鹽酸配制500 mL 6 mol·L^-1的鹽酸，需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有      、       。
（2）①若在實(shí)驗(yàn)室中完成系列操作a。則下列實(shí)驗(yàn)操作中，不需要的是   (填下列各項(xiàng)中序號(hào))。

②CuCl₂溶液中存在如下平衡：Cu(H₂O)₄²⁺(藍(lán)色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黃色)+4H₂O。
欲用實(shí)驗(yàn)證明濾液A(綠色)中存在上述平衡，除濾液A外，下列試劑中，還需要的是      (填下列各項(xiàng)中序號(hào))。
a．FeCl₃固體        b．CuCl₂固體       c．蒸餾水
（3）某化學(xué)小組欲在實(shí)驗(yàn)室中研究CuS焙燒的反應(yīng)過程，查閱資料得知在空氣條件下焙燒CuS時(shí)，固體質(zhì)量變化曲線及SO₂生成曲線如下圖所示。

①CuS礦樣在焙燒過程中，有Cu₂S、CuO·CuSO₄、CuSO₄、CuO生成，轉(zhuǎn)化順序?yàn)椋?br />
第①步轉(zhuǎn)化主要在200～300^oC范圍內(nèi)進(jìn)行，該步轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為                                                               。
②300～400^oC范圍內(nèi)，固體質(zhì)量明顯增加的原因是           ，上圖所示過程中，CuSO₄固體能穩(wěn)定存在的階段是   (填下列各項(xiàng)中序號(hào))。
a．一階段    b、二階段    c、三階段  d、四階段
③該化學(xué)小組設(shè)計(jì)如下裝置模擬CuS礦樣在氧氣中焙燒第四階段的過程，并驗(yàn)證所得氣體為SO₂和O₂的混合物。

a．裝置組裝完成后，應(yīng)立即進(jìn)行的一項(xiàng)操作是                。
b．當(dāng)D裝置中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，便能說明第四階段所得氣體為SO₂和O₂的混合物。你認(rèn)為裝置D中原來盛有的溶液為       溶液。
c．若原CuS礦樣的質(zhì)量為l0．0 g，在實(shí)驗(yàn)過程中，保持溫度在760^oC左右持續(xù)加熱，待礦樣充分反應(yīng)后，石英玻璃管內(nèi)所得固體的質(zhì)量為8．0 g，則原礦樣中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為      。

Answer 1

（1）（4分）膠頭滴管（2分）  500mL容量瓶（2分）
（2）（4分）①cd（2分）②c（2分）
（3）（12分）①2CuS+O₂=Cu₂S+SO₂（2分）②Cu₂S轉(zhuǎn)化為CuSO₄（2分）  c（2分）
③a.檢驗(yàn)裝置的氣密性（2分） b.氯化鋇（BaCl₂）（2分） c.96%（2分）

試題分析：（1）由濃鹽酸配制稀鹽酸，需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還需要：膠頭滴管、500mL容量瓶。
（2）①由CuCl₂溶液制取CuCl₂?2H₂O，需要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，然后過濾可得CuCl₂?2H₂O晶體，所以不需要c、d操作。
②FeCl₃溶液為黃色，CuCl₂溶液為藍(lán)色，對(duì)原平衡體系溶液的顏色產(chǎn)生干擾，而加入蒸餾水可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溶液的顏色發(fā)生改變，可證明濾液A(綠色)中存在上述平衡，故c項(xiàng)正確。
（3）①根據(jù)流程圖CuS與O₂反應(yīng)生成Cu₂S，還應(yīng)生成SO₂，化學(xué)方程式為：2CuS+O₂=Cu₂S+SO₂
②第②步轉(zhuǎn)化，由Cu₂S轉(zhuǎn)化為CuO?CuSO₄，所以300～400^oC范圍內(nèi)，固體質(zhì)量明顯增加的原因是Cu₂S轉(zhuǎn)化為CuSO₄；第二階段生成了CuSO₄，第四階段固體質(zhì)量減小，CuSO₄發(fā)生了分解反應(yīng)，所以CuSO₄固體能穩(wěn)定存在的階段是第三階段。
③a.實(shí)驗(yàn)裝置組裝完后應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性；b. SO₂與BaCl₂不反應(yīng)，SO₂、O₂與BaCl₂溶液反應(yīng)可以生成BaSO₄沉淀，所以裝置D中原來盛有的溶液為BaCl₂溶液；c. 礦樣充分反應(yīng)后，石英玻璃管內(nèi)所得固體CuO，根據(jù)Cu元素質(zhì)量守恒，可知CuS ~ CuO ，所以CuS的質(zhì)量為8g÷80g/mol×96g/mol=9.6g，則原礦樣中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：9.6g÷10.0g×100%=96%