Question

辉铜矿与铜蓝矿都是天然含硫铜矿，在地壳中二者常伴生存在。现取一份该伴生矿样品，经检测后确定仅含Cu₂S、CuS和惰性杂质。为进一步确定其中Cu₂S、CuS的含量，某同学进行了如下实验：

①取2.6g样品，加入200.0mL0.2000mol·L^－1酸性KMnO₄溶液，加热(硫元素全部转化为SO₄^2－)，滤去不溶杂质；

②收集滤液至250mL容量瓶中，定容；

③取25.00mL溶液，用0.1000mol·L^－1FeSO₄溶液滴定，消耗20.00mL；

④加入适量NH₄HF₂溶液(掩蔽Fe³⁺和Mn²⁺，使其不再参与其他反应)，再加入过量KI固体，轻摇使之溶解并发生反应：2Cu²⁺+4I^－=2CuI+I₂；

⑤加入2滴淀粉溶液，用0.1000mo1·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗30.00mL(已知：2S₂O₃^2－+I₂=S₄O₆^2－+2I^－)。

回答下列问题：

(1)写出Cu₂S溶于酸性KMnO₄溶液的离子方程式：___________；

(2)配制0.1000mol· L^－1FeSO₄溶液时要用煮沸过的稀硫酸，原因是___________，配制过程中所需玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、容量瓶外还有___________；

(3)③中取25.00mL待测溶液所用的仪器是___________；

(4)⑤中滴定至终点时的现象为___________；

(5)混合样品中Cu₂S和CuS的含量分别为_________%、_________%(结果均保留1位小数)。

Answer

Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O 除去水中溶解的氧气，防止Fe2+被氧化 胶头滴管 （酸式）滴定管（或移液管） 溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色 61.5 36.9

【解析】

由配制溶液的过程确定所需仪器，据滴定实验原理判断终点现象，运用关系式计算混合物的组成。

(1)据题意，样品中的Cu、S元素被酸性KMnO4溶液分别氧化成Cu2+、SO42-，则Cu2S与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O。

(2)配制0.1000mol·L－1FeSO4溶液所用稀硫酸要煮沸，目的是除去水中溶解的氧气，防止Fe2+被氧化；配制过程中所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。

(3)步骤③中取25.00mL待测溶液（有未反应的酸性KMnO4溶液），所用仪器的精度应为0.01mL，故选酸式滴定管或移液管。

(4)步骤⑤用标准Na2S2O3溶液滴定反应生成的I2，使用淀粉作指示剂，终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色。

(5)设2.6g样品中，Cu2S和CuS的物质的量分别为x、y，

据5Fe2+~MnO4-（5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O），样品反应后

剩余n(MnO4-)=0.1000mol·L－1×20.00×10-3L××=4.000×10-3mol

样品消耗n(MnO4-)=0.2000mo·L－1×200.0×10-3L－4.000×10-3mol=36.00×10-3mol

由Cu2S~2MnO4-和5CuS~8MnO4-（5CuS+8MnO4-+24H+=5Cu2++5SO42-+8Mn2++12H2O），得2x+y=36.00×10-3mol

又据2Cu2+~I2~2S2O32－，得2x+y=0.1000mo1·L－1×30.00×10-3L×=30.00×10-3mol

解方程组得x=y=0.01mol

故w(Cu2S)==61.5%，w(CuS)==36.9%。