Question

【题目】工业上为了测定辉铜矿(主要成分是Cu2S)中Cu2S的质量分数，设计了如图所示装置。

实验原理：Cu2S＋O2SO2 ＋2Cu，通过测定SO2的量来确定Cu2S的质量分数。实验时按如下步骤操作：

A．连接全部仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B．称取研细的辉铜矿样品1.000 g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1 L的速率鼓入空气。

E．将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度，发生反应为Cu2S＋O2SO2＋2Cu。

F．移取25.00 mL含SO2的水溶液于250 mL锥形瓶中，用0.010 0 mol/L KMnO4标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2～3次。

试回答下列问题：

(1)装置①的作用是______________；装置②的作用是____________。

(2)假定辉铜矿中的硫全部转化为SO2，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的离子方程式为___。

(3)若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu2S的质量分数是________。

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

(4)本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果(不属于操作失误)，你认为是____________(写一种即可)。

Answer 1

【答案】除去空气中可能含有的还原性气体与酸性气体 干燥空气 2MnO4—＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋＋3H2O (或2MnO4—＋5SO2 ＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋ ) )80% 在用KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化，造成测定结果偏低(答案合理即可)

【解析】

(1)装置①中的溶液是高锰酸钾溶液与氢氧化钾溶液的混合溶液，目的是为了吸收空气中可能含有的还原性气体与酸性气体，避免对测定结果产生误差，装置②干燥管中的碱石灰可除去空气中混有的水蒸气。

所以本题答案：除去空气中可能含有的还原性气体与酸性气体 ；干燥空气；

(2) SO2溶于水中生成亚硫酸，形成亚硫酸溶液，高锰酸钾具有强氧化性，可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，高锰酸钾被还原为硫酸锰，其反应的离子方程式为2MnO4-＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42-＋4H＋＋3H2O或2MnO4-＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42-＋4H＋。所以本题答案：2MnO4—＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋＋3H2O (或2MnO4—＋5SO2 ＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42—＋4H＋ )

(3)第3组数据误差太大，舍去，前两组消耗高锰酸钾溶液平均体积为[(21.03－1.04)＋(21.99－1.98)]÷2＝20.00mL，浓度为0.010 0 mol/L，高锰酸钾的物质的量为0.010 0 mol/L×0.02 L＝0.000 2 mol，根据反应分析，得：

5Cu2S～5SO2～5H2SO3～2KMnO4

5 2

n 0.000 2 mol

则n＝0.000 5 mol。辉铜矿样品中硫化亚铜的质量分数＝(0.000 5 mol×160g/mol×250/25)/1.00g×100%＝80%。

所以本题答案：80%。

(4)H2SO3具有还原性，未反应完的O2与空气中的氧气会把H2SO3部分氧化，则滴定时与高锰酸钾反应的H2SO3减少，造成测定结果偏低。

所以本题答案：在用KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化，造成测定结果偏低。