Question

(14分)黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS2，現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含少量脈石SiO2)，為了測定該黃銅礦的純度，某同學設計了如下實驗：

現(xiàn)稱取研細的黃銅礦樣品1.150 g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2氣體，實驗后取d中溶液的1/10置于錐形瓶中，用0.05000 mol·L-1標準碘溶液進行滴定，初讀數(shù)為0.10 mL，末讀數(shù)如右圖所示。

（1）冶煉銅的反應為8CuFeS2 + 21O2 高溫 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2，若CuFeS2中Fe的化合價為＋2，反應中被還原的元素是 （填元素符號）。

（2）裝置a的作用是 。

A.有利于空氣中氧氣充分反應 B.除去空氣中的水蒸氣

C.有利于氣體混合 D.有利于觀察空氣流速

（3）上述反應結束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是 。

（4）滴定時，標準碘溶液所耗體積為 mL。用化學方程式表示滴定的原理： 。

（5）通過計算可知，該黃銅礦的純度為 。

 

Answer 1

（1）Cu、O （2分）； （2）BD （2分）；（3）將系統(tǒng)裝置中SO2全部排入d中充分吸收（2分）

（4）20.00 （2分）；I2 + SO2 + 2H2O ＝H2SO4 + 2HI（3分） （5）80.00%（3分）

【解析】

試題分析：（1）若CuFeS2中Fe的化合價為＋2，則銅元素和硫元素的化合價分別為＋2價和－2價。根據(jù)化學方程式可知，反應后銅元素化合價降低，氧元素化合價也降低，硫元素化合價升高，鐵元素化合價部分升高，因此反應中被還原的元素是Cu和O。

（2）由于空氣中含有水蒸氣，因此濃硫酸的作用是干燥空氣。另外通過觀察a裝置中氣泡可以控制氣體的流速以便于控制反應，故答案為BD。

（3）由于裝置還含有未被吸收的SO2，因此繼續(xù)投入空氣的目的是將系統(tǒng)裝置中SO2全部排入d中充分吸收。

（4）根據(jù)滴定管的液面可知，讀數(shù)是20.10ml，因此實際消耗標準液的體積為20.10ml－0.10ml＝20.00ml。二氧化硫具有還原性，能被碘氧化生成 硫酸，反應的離子方程式為I2 + SO2 + 2H2O ＝H2SO4 + 2HI。

（5）消耗標準碘的物質的量＝0.05000 mol·L-1×0.02000L＝0.001000mol，所以根據(jù)方程式可知參加反應的二氧化硫的物質的量是0.001000mol，則樣品產生的二氧化硫的物質的量是0.001000mol×10＝0. 01000mol。因此根據(jù)方程式可知CuFeS2的物質的量是0.005ml，質量是0.005ml×184g/mol＝0.92g，因此該黃銅礦的純度為×100%＝80.00%

考點：考查氧化還原反應、實驗方案設計、滴定管讀數(shù)以及物質含量計算