Question

(19分)黄铜矿的主要成分是CuFeS₂(硫元素显价，铁元素显+2价)。实验室里用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红(Fe₂O₃)的流程如下：

已知：
   ₌
（1）在实验室中，应将黄铜矿粉末放在__________(填仪器名称)中焙烧。
（2）将反应过程中产生的SO₂和H₂S通入下图所示装置中检验它们的性质。该实验证明SO₂具有_________性和__________性。

（3）欲选用下列部分装置在实验室中以MnO₂和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气。

①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→__________________________________。
③装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是__________________。
④向滤液A中通入C1₂，某同学取通入C1₂后的溶液滴加KSCN溶液，用来证明C1₂的氧化性比Fe³⁺强的结论。该实验设计是否合理________(填“是”或“否”)，请用简要文字解释你的理由_____________________________________________________________。
（4）若使用20 g黄铜矿粉末可制得8 gFe₂O₃(铁红)，则该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数是________ (假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗)。

Answer 1

（19分）
（1）坩埚（2分）
（2）漂白（2分）；氧化（2分）
（3）①MnO₂+4H⁺+2Cl?Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O（3分）②b→c→g→h→d（2分）
③关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气。（3分）
④否（1分），在通氯气前滤液A中就可能含有Fe³⁺，无法确定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得来的。（2分）
（4）92%（2分）

试题分析：（1）固体的焙烧在坩埚内进行。
（2）SO₂通入品红溶液，证明SO₂具有漂白性；SO₂通入H₂S溶液，生成S淡黄色沉淀，证明SO₂具有氧化性。
（3）①MnO₂与浓盐酸反应生成Cl₂、MnCl₂、H₂O。离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl?Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H₂O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气。
③利用加热气体膨胀的原理进行装置气密性的检验，所以检验方法为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气。
④因为该检验方法是先通入氯气，再滴加KSCN溶液，在通氯气前滤液A中就可能含有Fe³⁺，无法确定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得来的，所以该实验设计不合理。
（4）根据Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～ Fe₂O₃，所以该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数=8g×368/160÷20g×100%=92%