题目内容

工业上为了测定辉铜矿(主要成分是Cu2S)中Cu2S的质量分数,设计了如图装置。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1.000g。
C.将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。
D.以每分钟1L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+O2=SO2 +2Cu。
F. 移取25.00ml含SO2的水溶液于250ml锥形瓶中,用0.0100mol/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中所发生反应的化学方程式为                              ,当产生_______________________________的现象时可判断滴定已经达到终点。
(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)本方案设计中由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            (写一种既可)。
(5)已知在常温下FeS 的 Ksp= 6 . 25 × 10 -18, H2S 饱和溶液中 c (H)与 c (S2)之间存在如下关系: c2 (H) ·c(S2) =" 1" . 0×10-22。在该温度下,将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中,欲使溶液中c(Fe2+)为 lmol/L,应调节溶液的c(H)为__________。  
(1)除去空气中的还原性气体与酸性气体; 干燥空气
(2)2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O  
滴入最后一滴标准KMnO4溶液后,溶液由无色变为淡紫色,并在半分钟内不褪色
(3)80%
(4)在KMnO4滴定前,未反应完的SO2与空气中的O2也可将H2SO3氧化,造成测定结果偏低
(5)4 ×10-3mol/L

试题分析:(1)装置①溶液含有KMnO4具有氧化性,可吸收空气中的还原性气体,NaOH可吸收酸性气体;装置②含有碱石灰,具有吸水性,可干燥空气。
(2)操作F中KMnO4氧化H2SO4,配平可得化学方程式:2KMnO4+5H2SO3=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O;滴定达到终点时,H2SO3完全反应,所以现象为:滴入最后一滴标准KMnO4溶液后,溶液由无色变为淡紫色,并在半分钟内不褪色。
(3)三次滴定标准液的体积分别为:19.99mL、20.01mL、18.04mL,第三次滴定的体积差别较大,数据出现了错误,应舍去,前两次滴定标准液的平均体积为20.00mL,根据化学方程式可得物质的对应关系为:5Cu2S ~ 5SO2~ 5H2SO3~ 2KMnO4,则辉铜矿样品中Cu2S的质量分数="0.02L×0.0100mol/L×5/2×10×160g/mol÷1.000g×100%" =80%
(4)SO2能被空气中的O2氧化,所以在KMnO4滴定前,未反应完的SO2与空气中的O2也可将H2SO3氧化,造成测定结果偏低。
(5)(Fe2+)为 lmol/L,则c(S2) = Ksp(FeS)÷c(Fe2+)=" 6" . 25 × 10 -18÷1="6" . 25 × 10 -18,带入c2 (H) ·c(S2) =" 1" . 0×10-22,可得c(H+)="4" ×10-3mol/L
练习册系列答案
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下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分(含有Cu、Fe、Si 三种成分)进行分离、回收再利用的工业流程,通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。

已知:298K时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mn(OH)2] =1.9×10-13
根据上面流程回答有关问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是                                     
(2)加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式:                    
(3)过量的还原剂应是                                                        
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为                     
②若用X mol/L KMnO4溶液处理溶液b,当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液YmL,则最后所得红棕色固体C的质量为                 g(用含X、Y的代数式表示)。
(5)常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为:             ﹥           ﹥            。(填金属阳离子)
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