Question

（2013?房山区一模）某黄铜矿样品标注显示：主要成分为CuFeS₂（含81.5%），其余多为脉石（SiO₂）．为检验该黄铜矿的纯度是否与标注一致，设计了如下实验：

已知：①在空气存在下煅烧黄铜矿，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体．②亚硫酸易被氧化：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄
请回答下列问题：
（1）检验装置气密性后，称取研细的黄铜矿样品1.150g，放入硬质玻璃管中，研细的目的是

使样品快速、充分反应

．
（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B、装置C中反应的化学方程式分别是

3CuFeS₂+8O₂

高温

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂

、

SO₂+H₂O?H₂SO₃

．
（3）反应过程中，装置A的作用是

②④

（填序号）．
①除去空气中的二氧化碳       ②除去空气中的水蒸气　　　　③使空气成分均匀混合         ④用于观察、控制空气流速
（4）反应结束前的操作是：先撤掉酒精喷灯，再

通入空气至硬质玻璃管冷却

，其目的是

防止C中溶液倒吸且使装置内SO₂被C溶液充分吸收反应

．
（5）取装置C中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mol?L^-1标准碘溶液进行滴定，反应的离子方程式为

I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-

；判断滴定达到终点的现象是

无色溶液变蓝色

；若滴定中消耗标准碘溶液20.00mL，则该黄铜矿的纯度测定结果比标注值

偏低

（偏低或偏高），造成该结果的原因之一可能是

SO₂与H₂O反应可逆致少量SO₂跑掉或H₂SO₃易被氧化

，改进的建议是

减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂

．

Answer 1

分析：（1）增大固体的表面积可以加快化学反应速率；
（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B中发生的反应是CuFeS₂和氧气反应生成铜、四氧化三铁、和二氧化硫，装置C中反应是二氧化硫和水反应生成亚硫酸；
（3）浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速；
（4）二氧化硫全部被吸收是实验成败的关键；
（5）亚硫酸和单质碘之间发生氧化还原反应，反应的终点是指示剂淀粉遇到碘单质变蓝的溶液，随反应进行，碘单质反应完后蓝色变为无色；SO₂与H₂O反应是可逆反应，不能反应完全，过程中少量SO₂跑掉，H₂SO₃易被氧化为硫酸都是造成测定结果偏低的原因，改进措施减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂．

解答：解：该实验原理是：根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定（二氧化硫可以用碘水来标定），结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度．
（1）将样品研细后再反应，即增大固体的表面积，目的是使原料充分反应、加快反应速率，故答案为：使原料充分反应、加快反应速率；
（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B中发生的反应是CuFeS₂和氧气反应生成铜、四氧化三铁、和二氧化硫，反应的化学方程式为：3CuFeS₂+8O₂

高温

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，装置C中反应是二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为SO₂+H₂O?H₂SO₃，
故答案为：3CuFeS₂+8O₂

高温

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，SO₂+H₂O?H₂SO₃；
（3）装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量，故答案为：BD；
（4）黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然通入空气，可以将产生的二氧化硫全部排出去，使结果精确，先撤掉酒精喷灯，再通入空气至硬质玻璃管冷却，目的防止C中溶液倒吸且使装置内SO₂被C溶液充分吸收反应，
故答案为：通入空气至硬质玻璃管冷却；防止C中溶液倒吸且使装置内SO₂被C溶液充分吸收反应；
（5）亚硫酸和单质碘之间发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；反应的终点是指示剂淀粉遇到碘单质变蓝的溶液，随反应进行，碘单质反应完后蓝色变为无色；SO₂与H₂O反应是可逆反应，不能反应完全，过程中少量SO₂跑掉，H₂SO₃易被氧化为硫酸都是造成测定结果偏低的原因，改进措施减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂；
故答案为：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；无色溶液变蓝色；偏低；SO₂与H₂O反应可逆致少量SO₂跑掉或H₂SO₃易被氧化；减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂．

点评：本题考查了物质性质的实验探究方法，题干信息的利用和分析判断，实验的分析方法和物质性质的熟练掌握是解题关键，题目难度中等．