题目内容

【题目】某矿样中含有大量的 CuS 及少量其他不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O 晶体,流程如下:

(1)在实验室中,欲用 37%(密度为 1.19 g·mL1)的盐酸配制 500 mL 6 mol·L1 的盐酸,需要的仪器除 量筒、烧杯、玻璃棒外,还有__________

(2)①若在实验室中完成系列操作 a。则下列实验操作中,不需要的是____________(填字母)。

②CuCl2 溶液中存在平衡:Cu(H2O)42(蓝色)+4ClCuCl42(黄色)+4H2O。欲用实验证明滤液 A(绿色)中存在上述平衡,除滤液 A 外,下列试剂中还需要的是_____(填字 )。

a.FeCl3 固体 b.CuCl2 固体 c.蒸馏水

(3)某化学小组欲在实验室中研究 CuS 焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气中焙烧 CuS 时,固体 质量变化曲线及 SO2 生成曲线如图。

①CuS 矿样在焙烧过程中,有 Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO 生成,转化顺序为CuS Cu2S CuO·CuSO4CuSO4CuO 200 ~ 300 ℃ ______

②300~400 ℃内,固体质量明显增加的原因是_____,图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是____________(填字母)。

a.一阶段 b.二阶段 c.三阶段 d.四阶段

该化学小组设计如下装置模拟 CuS 矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为 SO2 O2 的混合物。

a.装置组装完成后,应立即进行的一项操作是_____

b.当 D 中产生白色沉淀时,说明第四阶段所得气体为 SO2 O2 的混合物,你认为 D 中原来盛有________溶液。

c.若原 CuS 矿样的质量为 10.0 g,实验过程中,保持在 760 ℃左右持续加热,待矿样充分反应后, 石英玻璃管内所得固体的质量为 8.0 g,则原矿样中 CuS 的质量分数为_____

【答案】1)胶头滴管(2分) 500mL容量瓶(2分)

2①cd2分) ②c2分)

3①2CuS+O2Cu2S+SO22分)

②300400oC范围内Cu2S转化为CuSO4,进行的是第二阶段,主要产物是CuO·CuSO4,相当于固体中增加了氧元素的质量,所以固体质量明显增加 (2分) c 2分)

③a.检验装置气密性(2分) b.氯化钡(BaCl2)(2分) c.96% 2分)

【解析】

试题(1)用液体配制溶液,需要量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、及容量瓶,本题中需配制500mL的溶液所以需要500mL的容量瓶;

2从滤液到晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤步骤得到晶体,不需要灼烧、分液,所以答案选cd欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,则需要改变条件,看是否有平衡移动,因此实验中加入水后溶液蓝色加深,即可证明存在平衡;不能加入氯化铁固体或氯化铜固体,原因是铁离子和铜离子本身有颜色,实验c正确;

3①200300oC范围内进行的是第一阶段,所以产物主要是Cu2S,所以化学方程式为2CuS+O2Cu2S+SO2②300400oC范围内,进行的是第二阶段,主要产物是CuO·CuSO4,相当于固体中增加了氧元素的质量,所以固体质量明显增加;从图中可以看出,CuSO4固体能稳定存在的阶段是第三阶段,答案选c③a装置组装完成后,应立即进行的一项操作是检验装置制气密性;bD装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2O2的混合物,气体溶于溶液后可得硫酸根离子,所以只需验证硫酸根离子的存在即可,因此应选择氯化钡溶液;石英玻璃管内所得固体为CuO,其质量为8.0g,物质的量是0.1mol,根据元素守恒,则CuS的质量是9.6g,所以原矿样中CuS的质量分数为9.6÷10×100%=96%

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