Question

（15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

（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

试题分析：（1）由于托盘天平的准确度为0.1g,但是要称量的质量是1.150g。因此称量样品所用的仪器为电子天平；将样品研细后再反应，其目的是增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率。（2）装置a的作用是除去空气中的水蒸气；混合气体，有利于观察空气流速，因此选项为BD；装置c的作用除去反应后多余的氧气。选项为E。（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，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）SO₂与碘水反应的方程式是I₂＋SO₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HI。根据元素守恒可得CuFeS₂～2SO₂～2I₂，n(I₂)= 0.05mol/L×0.02L×10=0.01mol.所以n(CuFeS₂)=0.005mol；m(CuFeS₂)= 0.005mol×184g/mol=0.92g,所以该黄铜矿的纯度为（0.92g÷1.150g）×100%=80%。（5）①与SO₂不能发生反应，不能吸收。错误，②能够吸收SO₂的装置。正确。③是用来测量气体体积的，不能用来吸收气体。错误。（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，可能的原因主要有空气中的CO₂与Ba(OH)₂反应生成BaCO₃沉淀；BaSO₃被氧化成BaSO₄。