Question

硫酸铜晶体(CuSO₄﹒5H₂O)常用于印染的媒染剂，农业和渔业的杀虫剂、工业镀铜等。

[物质制备]某兴趣小组同学查找到以辉铜矿(主要成分是硫化亚铜，化学式为Cu₂S) 为主要原料制备硫酸铜晶体的工业生产过程:

[资料1 ]硫化亚铜(Cu₂S)高温时能与空气中的氧气反应生成氧化铜和二氧化硫气体。

(1)Cu₂S中铜元素的化合价为______________。

(2)焙烧过程中为了让辉铜矿充分反应，可以采取的措施是______________。

(3),上述“酸溶”过程中发生反应的化学方程式是______________。上述流程中产生的SO₂可用于工业上生产硫酸。

(4)制得硫酸铜晶体粗品的过程是:将滤液经蒸发浓缩、降温结晶、_________、洗涤、 低温干燥而获得。

[含量测定]该兴趣小组的同学为测定某辉铜矿中硫元素的含量，进行了如下的实验探究。(假设每步反应均完全，不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。该实验小组设计了下列装置，取6g辉铜矿样品，放入硬质玻璃管中。

充分反应后，取C瓶中的溶液进行了如下图处理:

[资料Ⅱ]亚硫酸钠(Na₂SO₃) 与过氧化氢反应能生成硫酸钠和水。

[问题讨论] (5)图2装置中A瓶内.所盛的试剂是NaOH溶液，其作用是______________；C瓶中NaOH溶液的作用是______________。

(6)图3实验过程中必须对滤渣进行洗涤，证明滤渣洗净所用试剂是_____________溶液，若缺少洗涤操作则会使测得的硫化亚铜的含量_____________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(7)图3实验过程中，加入过量BaCl₂溶液时发生反应的化学方程式为______________；该辉铜矿中硫元素的质量分数为______________。(假设辉铜矿中只有Cu₂S 含有S元素，且转化过程中无硫元素的损失)

Answer

+1 将辉铜矿研成粉末 过滤 吸收空气中的二氧化碳，防止测得二氧化硫的质量偏大 吸收硬质玻璃管内生成的二氧化硫 硫酸钠 偏大 16%

【解析】

（1）硫元素通常为-2价，设Cu2S中铜元素的化合价为x，根据化合物中正、负化合价的代数和为零，可得：2x+（-2）=0，x=+1；

（2）焙烧过程中为了让辉铜矿充分反应，可以采取的措施是：将辉铜矿研成粉末，可以增大反应物之间接触面积；

（3）“酸溶”过程为氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，该反应的化学方程式为：；

（4）制得硫酸铜晶体粗品的过程是：将滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、 低温干燥而获得；

问题讨论：（5）图2装置中A瓶内所盛的试剂是NaOH溶液，其作用是吸收空气中的二氧化碳，防止测得二氧化硫的质量偏大；

C瓶中NaOH溶液的作用是：吸收硬质玻璃管内生成的二氧化硫；

（6）C瓶中的溶液为氢氧化钠和二氧化硫反应生成的亚硫酸钠，亚硫酸钠能与过氧化氢反应生成硫酸钠和水，加过量氯化钡溶液，氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，故滤渣为硫酸钡沉淀，滤液中的溶质为氯化钡和氯化钠，证明滤渣洗净所用试剂是硫酸钠溶液，硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；

若缺少洗涤操作，会导致测定的沉淀质量偏大，则会使测得的硫化亚铜的含量偏大；

（7）图3实验过程中，加入过量BaCl2溶液，氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，发生反应的化学方程式为：

图2、图3中发生反应的化学方程式为：

，，；，由化学方程式可知，硫化亚铜中的硫元素全部转移到了硫酸钡沉淀中，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变，故硫元素的质量为：，辉铜矿中硫元素的质量分数为：。