Question

（15分）工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的质量分数，设计了如图装置。实验时按如下步骤操作：

A.连接好仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B.称取研细的辉铜矿样品1.000g。

C.将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D.以每分钟1L的速率鼓入空气。

E.将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu₂S+O₂SO₂ +2Cu。

F.移取25.00mL含SO₂的水溶液于250mL锥形瓶中，用0.0100mol/L KMnO₄标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。

试回答下列问题：

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

（2）假定辉铜矿中的硫全部转化为SO₂，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的化学方程式为                                           ，当产生_______________________________的现象时可判断滴定已经达到终点。

（3）若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数是________。

滴定 次数	待测溶液的 体积/mL	标准溶液的体积
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）本方案设计中由一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是                                                          （写一种即可）。

（5）已知在常温下FeS 的 Ksp＝ 6 . 25 × 10 ^－18, H₂S 饱和溶液中 c (H^＋）与 c (S^2－）之间存在如下关系：c² (H^＋)·（S^2－) = 1 . 0×10^－22 。在该温度下，将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中，欲使溶液中（Fe²⁺）为1 mol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________________。

Answer

（1）除去空气中的还原性气体与酸性气体（2分）

干燥空气（2分）

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

滴入最后一滴标准KMnO4溶液后，溶液由无色变为淡紫色，并在半分钟内不褪色 （2分）

（3）80％（2分）

（4）在KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化，造成测定结果偏低（2分）

（5）4 ×10－3mol/L （2分）

【解析】

试题分析：

（1）装置①的作用是：除去空气中的还原性气体与酸性气体；装置②的作用是：干燥空气。

（2）2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O 滴入最后一滴标准KMnO4溶液后，溶液由无色变为淡紫色，并在半分钟内不褪色

（3）高锰酸钾三次的次的用量分别为：19.99 mL、20.01 mL、18.04 mL，第三组数据有明显的误差，可以舍去不用，前两次的的平均值为：20.00mL

2KMnO4---------------------5H2SO3--------------------5 SO2------------- 5Cu2S

2 5

0.0100mol/L×20.00mL X

解之得：X=5×10-4 mol

那么辉铜矿样品中Cu2S的质量分数是：w(Cu2S)=

（4）在KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化，造成测定结果偏低

（5）Ksp(FeS)＝c(Fe2+)·c(S2-)＝ 6 . 25 × 10 －18

当溶液中（Fe2+）为1 mol/L时，c(S2-)＝6 . 25 × 10 －18mol/L，

应调节溶液的c（H十）为：c2(H+)＝

c (H+)＝4 ×10－3mol/L

考点：考查化学实验，滴定、以及溶解平衡。