Question

（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1.84g，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20mL。请回答下列问题：

（1）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，可以多选）。

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）若用下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，测得的黄铜矿纯度会产生误差，假设实验操作均正确，可能的原因主要有_______________________________________。

Answer

（14分）

（1）增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率（2分）

（2）b、d e （每空2分，共4分）

（3）使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确（2分）

（4）50%（2分）

（5）②（2分）

（6） 空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4（合理答案均可）（2分）

【解析】

试题分析：（1）反应物的表面积增大，可使原料充分接触、充分反应、加快反应速率。

（2）装置a盛放的试剂是浓硫酸，可除去空气中的水蒸气，同时有利于观察空气流速，故装置a的作用是b、d项；加热条件下Cu可与O2反应，所以装置c的作用是除去反应后多余的氧气。

（3）反应结束后装置内气体为SO2，d装置无法吸收，所以反应结束后，通一段时间的空气，可使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确。

（4）根据S元素守恒和氧化还原反应规律可得对应关系：CuFeS2 ～2SO2 ～ 2I2，则m（CuFeS2）=1/2n（I2）•M（CuFeS2）=1/2×0.05mol/L×0.02L×10×184g/mol=0.92g，则该黄铜矿的纯度=0.92g÷1.84g×100%=50%。

（5）装置d的作用是吸收SO2，装置①中BaCl2、HCl与SO2不反应，③中饱和NaHSO3溶液不吸收SO2，②中Ba(NO3)2溶液能与SO2反应，可与吸收SO2，所以同样可以达到实验目的的是②。

（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，Ba(OH)2能与空气中的CO2反应生成BaCO3沉淀，BaSO3具有还原性，能被空气中的O2氧化为BaSO4，可造成误差。

考点：本题考查实验基本操作、实验方案的设计与评价、化学计算。