Question

黄铜矿是一种铜铁硫化物，化学式为CuFeS₂，它是工业上炼铜的主要原料。某化学小组对其中的硫、铁、铜的含量进行测定。

Ⅰ.硫的含量测定。

(1)采用装置A，在高温下将10.0g矿样中的硫转化为SO₂。

若在装置A反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为19:6，灼烧后A中留下黑色固体，则反应的化学方程式为__________。

(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，然后采用沉淀法测定硫的含量。

①KMnO₄溶液氧化SO₂的离子方程式为________________。

②向反应后的溶液中加入过量的BaCl₂溶液，过滤，洗涤沉淀并干燥，称重为23.3g，则该矿样中硫的质量分数为__________。

Ⅱ.铁、铜的含量测定。

向A中灼烧后的固体中加入稀硫酸，加热溶解，过滤，将滤液分为两等份。

(3)取其中一份加入过量的氨水生成沉淀{已知Cu(OH)₂能溶于氨水生成[Cu(NH₃)₄]²⁺}，过滤、洗涤、灼烧、称重为1.5 g。实验过程中，加入过量的氨水得到的沉淀是___________(填化学式)；灼烧时除用到三脚架、酒精灯和玻璃棒外，还要用到________________。

(4)①将另一份溶液调至弱酸性，先加入NH₄F，使Fe³⁺生成稳定的，其目的是_____

②加入过量KI溶液，使Cu²⁺生成CuI沉淀，同时析出定量的I₂。

③再用1.00 mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定生成的I₂，以___________作指示剂。若消耗的Na₂S₂O₃标准溶液为25.00 mL，则矿样中铜的质量分数是_________(已知I₂ +2 Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI)。

Answer

6CuFeS2 + 19O2 2Fe3O4+6CuO+ 12SO2 5 SO2 +2H2O + 2=5+2Mn2+ +4H+ 32.0% Fe(OH)2，Fe(OH)3 坩埚(坩埚钳)、泥三角 Fe3+能氧化I-为I2，2Fe3++2I-=2Fe2++I2，干扰Cu2+的检测 淀粉 32.0%

【解析】

I硫含量的测定原理：高温下将矿样中的硫转化为SO2，之后利用高锰酸钾将二氧化硫氧化成硫酸根，在加入氯化钡溶液得到硫酸钡沉淀，通过硫酸钡沉淀的量来确定二氧化硫的含量；

Ⅱ．铁、铜的含量测定原理：取其中一份加入过量的氨水生成沉淀，Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+，则得到的沉淀为：Fe(OH)2、Fe(OH)3，灼烧后得到氧化铁，称重以计算铁的量；将另一份溶液调至弱酸性，先加入NH4F，使Fe3+生成稳定的，再加入过量KI溶液，使Cu2+生成CuI沉淀，同时析出定量的I2，通过测定I2的量来间接测定铜的量。

(1)O2是氧化剂，CuFeS2是还原剂，根据给出的物质的量之比和质量守恒，可写出A中发生反应的化学方程式为6CuFeS2 + 19O22Fe3O4 +6CuO + 12SO2。

(2)①KMnO4溶液氧化SO2的生成硫酸，高锰酸钾被还原为硫酸锰，结合电荷守恒、原子守恒和电子守恒书写离子方程式：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；

②向反应后的溶液中加入过量的BaCl2溶液，沉淀为BaSO4，由物料守恒知n(S)=n(BaSO4)==0.10 mol，m(S)=0.10 mol ×32 g•mol-1=3.20 g，则矿样中硫的质量分数为；

(3)根据分析可知加入过量的氨水得到的沉淀是氢氧化亚铁和氢氧化铁，灼烧固体在坩埚中，灼烧时除用到三脚架、酒精灯和玻璃棒外，还要用到坩埚、坩埚钳、泥三角；

(4)因为2Cu2+ +4I-=2CuI+I2，故2Cu2+~I2~2Na2S2O3，n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=1.00 mol•L-1×25.00 × 10-3 L=0.025 mol，m(Cu)=0.025 mol ×64 g•mol-1 =1.6 g，其在矿样中铜的质量分数是。