Question

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SiO₂），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

 

现称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20.00mL。请回答下列问题：

（1）称量样品所用的仪器为         （填“托盘天平”或“电子天平”），将样品研细后再反应，其目的是          。

（2）装置a和c的作用分别是     和      （填标号）。

a．除去SO₂气体

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

e．除去反应后多余的氧气

（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是        。

（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为         。

（5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是      （填序号）。

 （6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)₂，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有                 。

Answer

（1）电子天平，使原料充分反应、加快反应速率。

（2）b、d和e

（3）使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确。

（4）80%

（5）②。

（6）空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4

【解析】（1）托盘天平的精确度为 0.1g，故只有电子天平才能称取1.150g样品；研细的目的是增大固体的表面积，使原料充分反应、加快反应速率；

（2）浓硫酸能除去空气中的水蒸气，且洗气瓶有利于观察空气流速；灼热铜网的目的是除去反应后多余的氧气；

（3）反应结束后，装置中还有SO2，所以仍需通入一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确；

（4）由c•V可知n(I2)=0.05mol/L×20.00×10-3L，由I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-可知n(SO2)=n(I2)=0.05mol/L×20.00×10-3L，则总的n(SO2)=0.05mol/L×20.00×10-3L÷1/10，由CuFeS2～2SO2可知，n(CuFeS2)=0.05mol/L×20.00×10-3L÷1/10÷2，由n•M可知m(CuFeS2)=0.05mol/L×20.00×10-3L÷1/10÷2×184g/mol，则其纯度为0.05mol/L×20.00×10-3L÷1/10÷2×184g/mol÷1.150g×100%=80%；

（5）SO2不能与BaCl2反应，故①错误；SO2与Ba(NO3)2溶液反应，生成白色的硫酸钡沉淀，过滤、干燥、称取沉淀的质量，可以测定样品的纯度，故②正确；SO2不能与NaHSO3溶液反应，故③错误；

（6）空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀，BaSO3被氧化成BaSO4，这些因素都可能导致误差