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(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜...

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:

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现称取研细的黄铜矿样品1.150 g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05000 mol·L-1标准碘溶液进行滴定,初读数为0.10 mL,末读数如右图所示。

(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2 + 21O2 高温 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2若CuFeS2中Fe的化合价为2,反应中被还原的元素是       (填元素符号)。

(2)装置a的作用是             

A.有利于空气中氧气充分反应          B.除去空气中的水蒸气

C.有利于气体混合                    D.有利于观察空气流速

(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是                                 

(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为          mL。用化学方程式表示滴定的原理:             

(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为              

 

(1)Cu、O (2分); (2)BD (2分);(3)将系统装置中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】 试题分析:(1)若CuFeS2中Fe的化合价为+2,则铜元素和硫元素的化合价分别为+2价和-2价。根据化学方程式可知,反应后铜元素化合价降低,氧元素化合价也降低,硫元素化合价升高,铁元素化合价部分升高,因此反应中被还原的元素是Cu和O。 (2)由于空气中含有水蒸气,因此浓硫酸的作用是干燥空气。另外通过观察a装置中气泡可以控制气体的流速以便于控制反应,故答案为BD。 (3)由于装置还含有未被吸收的SO2,因此继续投入空气的目的是将系统装置中SO2全部排入d中充分吸收。 (4)根据滴定管的液面可知,读数是20.10ml,因此实际消耗标准液的体积为20.10ml-0.10ml=20.00ml。二氧化硫具有还原性,能被碘氧化生成 硫酸,反应的离子方程式为I2 + SO2 + 2H2O =H2SO4 + 2HI。 (5)消耗标准碘的物质的量=0.05000 mol·L-1×0.02000L=0.001000mol,所以根据方程式可知参加反应的二氧化硫的物质的量是0.001000mol,则样品产生的二氧化硫的物质的量是0.001000mol×10=0. 01000mol。因此根据方程式可知CuFeS2的物质的量是0.005ml,质量是0.005ml×184g/mol=0.92g,因此该黄铜矿的纯度为×100%=80.00% 考点:考查氧化还原反应、实验方案设计、滴定管读数以及物质含量计算  
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考点分析:
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(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是                         

(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32):n(HSO3)变化关系如下表:

n(SO32):n(HSO3)

99:1

11

199

pH

8.2

7.2

6.2

上表判断NaHSO3溶液显      

当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):    

a.c(Na2c(SO32-)+c(HSO3

b.c(Nac(HSO3c(SO32-c(Hc(OH

c.c(Na)+c(H c(SO32-)+ c(HSO3)+c(OH

(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如:

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HSO3-在阳极放电的电极反应式是                         

当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:             

 

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(16分)X、Y、Z三种短周期元素,其单质在常温下均为无色气体,它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质两两化合,可发生如右图所示变化。己知l个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中含有Z元素的原子个数少1个。请回答下列问题:

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(1)由 X、Y、Z三种元素共同组成的三种不同种类的常见化合物的化学式为            ,相同浓度上述水溶液中由水电离出的c(H+)最小的是                 填写化学式

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乙能够将CuO还原为Cu2O,已知每lmol乙参加反应有4mole- 转移,该反应的化学方程式为  

将铜粉末用10%甲和3.0mol•L-1H2SO4混合溶液处埋,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:

温度(

20

30

40

50

60

70

80

铜的平均溶解速率

(×10-3mol•L-1·min-1

7.34

8.01

9.25

7.98

7.24

6.73

5.76

由表中数据可知,当温度高于40时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是 

_____________________________________________________

实验室可用甲作试剂取X的单质,发生装置可选用下图中的       (填装置代号)。

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已知25时,电离常数Ka(HF)3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)1.46×10-10。现向1 L 0.2mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是(      )

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C.该体系中有CaF2沉淀产生              D.加入CaCl2溶液后体系中的c(H+)浓度不变

 

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A.燃料电池工作时,正极反应为:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-

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由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去)。关于混合粉末的组成判断正确的是

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C.一定含CuO和C,一定不含Al       D.气体Z为纯净物

 

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