Question

【题目】黄铜矿是工业炼铜的主要原料，主要成分为CuFeS2，含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现用电子天平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、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05 mol L-1标准碘溶液进行滴定，消耗标准碘溶液20. 00 mL。请回答下列问题：

(1)将样品研细后再进行反应，其目的是_____________________；标准碘溶液应盛放在___________(填“碱式”或“酸式”)滴定管中。

(2) a装置的作用是__________________(填字母代号)。

A.除去空气中的二氧化碳

B.除去空气中的水蒸气

C有利于气体混合

D.有利于观察、控制空气流速

(3)若去掉c装置，会使测定结果_______________(填“偏低”“偏高”或“无影响”)，写出影响测定结果的化学方程式：________________________。

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

(5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为_________________________。

(6) 假设实验操作均正确，测得的黄铜矿纯度仍然偏低，可能的原因主要有_____________________。

Answer 1

【答案】 增大反应接触面积，加快化学反应速率 酸式 BD 偏低 2SO2+2H2O+O2=2H2SO4 将滞留在b、c装置中的二氧化硫全部导入d装置中，使二氧化硫全部被d装置中的蒸馏水吸收 80% 水吸收二氧化硫不充分，吸收速率慢

【解析】由已知结合实验装置图可得，该实验通过测定黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量，结合元素守恒确定黄铜矿的量，最后计算其纯度。

（1）增大固体的表面积可以加快化学反应速率，所以将样品研细后再进行反应，即增大了固体的表面积，目的是增大反应接触面积，加快化学反应速率，使原料充分反应；碘单质具有强氧化性，所以标准碘溶液应盛放在酸式滴定管中。

（2）要在高温条件下使样品与空气中的氧气反应，所以装置a中盛有浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出气泡的快慢来控制空气流速，故选BD。

（3）c装置的作用是除去过量氧气，若去掉c装置，则d中会发生反应：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，消耗SO2，使测定结果偏低。

（4）二氧化硫全部被吸收是该实验成功的关键，黄铜矿受热分解完毕后仍需通一段时间的空气，可以将滞留在b、c装置中的二氧化硫全部排入d装置中，使二氧化硫全部被d装置中的蒸馏水吸收，结果更准确。

（5）实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05 mol L-1标准碘溶液进行滴定，消耗标准碘溶液20.00 mL。滴定反应为：I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4，又根据S元素守恒得：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗碘单质的物质的量为：0.05molL-1×0.02L=0.0010mol，所以样品中CuFeS2的质量为：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其纯度是：0.92g÷1.150 g×100%=80%。

（6）该实验用蒸馏水吸收二氧化硫，吸收速率慢，吸收二氧化硫不充分，会导致测得的黄铜矿纯度偏低，若实验操作均正确，测得的黄铜矿纯度仍然偏低，则可能为上述原因。