Question

(14分)工業(yè)上為了測(cè)定輝銅礦（主要成分是Cu2S）中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如圖裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)按如下步驟操作：實(shí)驗(yàn)原理是

A.連接全部儀器，使其成為如圖裝置，并檢查裝置的氣密性。

B.稱取研細(xì)的輝銅礦樣品1.000g。

C. 將稱量好的樣品小心地放入硬質(zhì)玻璃管中。

D.以每分鐘1L的速率鼓入空氣。

E.將硬質(zhì)玻璃管中的輝銅礦樣品加熱到一定溫度,發(fā)生反應(yīng)為:Cu2S+O2=SO2 +2Cu。

F.移取25.00ml含SO2的水溶液于250ml錐形瓶中，用0.0100mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。按上述操作方法重復(fù)滴定2—3次。

試回答下列問題：

（1）裝置①的作用是_________________；裝置②的作用是____________________。

（2）假定輝銅礦中的硫全部轉(zhuǎn)化為SO2，并且全部被水吸收，則操作F中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

（3）若操作F的滴定結(jié)果如下表所示，則輝銅礦樣品中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________。

滴定 次數(shù)	待測(cè)溶液的 體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
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）本方案設(shè)計(jì)中有一個(gè)明顯的缺陷影響了測(cè)定結(jié)果（不屬于操作失誤），你認(rèn)為是__________（寫一種即可）。

（5）已知在常溫下FeS 的 Ksp＝ 6.25 × 10 －18, H2S 飽和溶液中 c (H＋）與 c (S2－）之間存在如下關(guān)系： c2 (H＋) ·c（S2－) = 1.0×10－22 。在該溫度下，將適量 FeS 投入硫化氫飽和溶液中，欲使溶液中（Fe2+）為 lmol/L，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的c（H十）為__________________。

（6）某人設(shè)想以下圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，寫出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式______．

Answer 1

（1）除去空氣中的酸性氣體與還原性氣體；干燥空氣；

（2）2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O

（3）80%；

（4）在高錳酸鉀滴定前，未反應(yīng)完的氧氣與空氣中的氧氣也能將陰離子氧化，造成測(cè)定結(jié)果偏低；

（5）4×10-3mol/L

（6）SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

【解析】

試題分析：（1）該實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)定產(chǎn)生的二氧化硫氣體的量來測(cè)定Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以裝置①的作用是：除去空氣中的還原性氣體與酸性氣體；裝置②的作用是：干燥空氣。

（2）操作F是亞硫酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng)，生成硫酸錳、硫酸鉀、硫酸和水，化學(xué)方程式是

2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O ；

（3）高錳酸鉀溶液三次的用量分別為：19.99 mL、20.01 mL、18.04 mL，第三組數(shù)據(jù)與前兩次的差值較大，舍去，則前兩次的的平均值為：20.00mL，設(shè)25mL溶液中亞硫酸的物質(zhì)的量是n，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可列關(guān)系式：

2KMnO4～5H2SO3～5SO2～5Cu2S

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0.0100mol/L×20.00mL n

解之得：n=5×10-4 mol

那么輝銅礦樣品中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：w(Cu2S)=5×10-4 mol×160g/mol×10/1.000g×100%=80%；

（4）因?yàn)橹苯右迫?5.00ml含SO2的水溶液于250ml錐形瓶中，用高錳酸鉀溶液堿性滴定，在KMnO4滴定前，未反應(yīng)完的O2與空氣中的O2也可將H2SO3氧化，造成測(cè)定結(jié)果偏低；

（5）因?yàn)镵sp(FeS)＝c(Fe2+)·c(S2-)＝ 6.25 × 10－18 ，當(dāng)溶液中（Fe2+）為1 mol/L時(shí)，則

c(S2-)＝6.25 × 10 －18 mol/L，根據(jù)c2 (H＋) ·c（S2－) = 1.0×10－22，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的c（H十）為：

c2(H+)＝1.0×10－22/6.25 × 10－18，c (H+)＝ 4 ×10－3mol/L ；

（6）用原電池的反應(yīng)原理來生成硫酸，則二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，與水結(jié)合為硫酸根離子和氫離子，則二氧化硫發(fā)生的電極反應(yīng)式是SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+。

考點(diǎn)：考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析與評(píng)價(jià)