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【题目】硫酸铜晶体(CuSO45H2O)常用于印染的媒染剂,农业和渔业的杀虫剂、工业镀铜等。

[物质制备]某兴趣小组同学查找到以辉铜矿(主要成分是硫化亚铜,化学式为Cu2S) 为主要原料制备硫酸铜晶体的工业生产过程:

[资料1 ]硫化亚铜(Cu2S)高温时能与空气中的氧气反应生成氧化铜和二氧化硫气体。

(1)Cu2S中铜元素的化合价为______________

(2)焙烧过程中为了让辉铜矿充分反应,可以采取的措施是______________

(3),上述酸溶过程中发生反应的化学方程式是______________。上述流程中产生的SO2可用于工业上生产硫酸。

(4)制得硫酸铜晶体粗品的过程是:将滤液经蒸发浓缩、降温结晶、_________、洗涤、 低温干燥而获得。

[含量测定]该兴趣小组的同学为测定某辉铜矿中硫元素的含量,进行了如下的实验探究。(假设每步反应均完全,不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。该实验小组设计了下列装置,取6g辉铜矿样品,放入硬质玻璃管中。

充分反应后,取C瓶中的溶液进行了如下图处理:

[资料Ⅱ]亚硫酸钠(Na2SO3) 与过氧化氢反应能生成硫酸钠和水。

[问题讨论] (5)2装置中A瓶内.所盛的试剂是NaOH溶液,其作用是______________C瓶中NaOH溶液的作用是______________

(6)3实验过程中必须对滤渣进行洗涤,证明滤渣洗净所用试剂是_____________溶液,若缺少洗涤操作则会使测得的硫化亚铜的含量_____________(选填偏大偏小不变”)

(7)3实验过程中,加入过量BaCl2溶液时发生反应的化学方程式为______________;该辉铜矿中硫元素的质量分数为______________(假设辉铜矿中只有Cu2S 含有S元素,且转化过程中无硫元素的损失)

【答案】+1 将辉铜矿研成粉末 过滤 吸收空气中的二氧化碳,防止测得二氧化硫的质量偏大 吸收硬质玻璃管内生成的二氧化硫 硫酸钠 偏大 16%

【解析】

1)硫元素通常为-2价,设Cu2S中铜元素的化合价为x,根据化合物中正、负化合价的代数和为零,可得:2x+-2=0x=+1

2)焙烧过程中为了让辉铜矿充分反应,可以采取的措施是:将辉铜矿研成粉末,可以增大反应物之间接触面积;

3)“酸溶”过程为氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,该反应的化学方程式为:

4)制得硫酸铜晶体粗品的过程是:将滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、 低温干燥而获得;

问题讨论:(5)图2装置中A瓶内所盛的试剂是NaOH溶液,其作用是吸收空气中的二氧化碳,防止测得二氧化硫的质量偏大;

C瓶中NaOH溶液的作用是:吸收硬质玻璃管内生成的二氧化硫;

6C瓶中的溶液为氢氧化钠和二氧化硫反应生成的亚硫酸钠,亚硫酸钠能与过氧化氢反应生成硫酸钠和水,加过量氯化钡溶液,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,故滤渣为硫酸钡沉淀,滤液中的溶质为氯化钡和氯化钠,证明滤渣洗净所用试剂是硫酸钠溶液,硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀;

若缺少洗涤操作,会导致测定的沉淀质量偏大,则会使测得的硫化亚铜的含量偏大;

7)图3实验过程中,加入过量BaCl2溶液,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式为:

2、图3中发生反应的化学方程式为:

,由化学方程式可知,硫化亚铜中的硫元素全部转移到了硫酸钡沉淀中,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类、数目、质量不变,故硫元素的质量为:,辉铜矿中硫元素的质量分数为:

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