题目内容

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO2)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.150 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05000 mol·L-1标准碘溶液进行滴定，初读数为0.10 mL，末读数如右图所示。
（1）冶炼铜的反应为8CuFeS2+ 21O2 高温8Cu + 4FeO + 2Fe2O3+ 16SO2，若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是      （填元素符号）。
（2）装置a的作用是             。

A．有利于空气中氧气充分反应B．除去空气中的水蒸气
C．有利于气体混合D．有利于观察空气流速
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是                                 。
（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为         mL。用化学方程式表示滴定的原理：             。
（5）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为              。

（1）Cu、O （2分）； （2）BD （2分）；（3）将系统装置中SO2全部排入d中充分吸收（2分）
（4）20.00 （2分）；I2+ SO2+ 2H2O＝H2SO4+ 2HI（3分） （5）80.00%（3分）

解析试题分析：（1）若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，则铜元素和硫元素的化合价分别为＋2价和－2价。根据化学方程式可知，反应后铜元素化合价降低，氧元素化合价也降低，硫元素化合价升高，铁元素化合价部分升高，因此反应中被还原的元素是Cu和O。
（2）由于空气中含有水蒸气，因此浓硫酸的作用是干燥空气。另外通过观察a装置中气泡可以控制气体的流速以便于控制反应，故答案为BD。
（3）由于装置还含有未被吸收的SO2，因此继续投入空气的目的是将系统装置中SO2全部排入d中充分吸收。
（4）根据滴定管的液面可知，读数是20.10ml，因此实际消耗标准液的体积为20.10ml－0.10ml＝20.00ml。二氧化硫具有还原性，能被碘氧化生成 硫酸，反应的离子方程式为I2+ SO2+ 2H2O＝H2SO4+ 2HI。
（5）消耗标准碘的物质的量＝0.05000 mol·L-1×0.02000L＝0.001000mol，所以根据方程式可知参加反应的二氧化硫的物质的量是0.001000mol，则样品产生的二氧化硫的物质的量是0.001000mol×10＝0. 01000mol。因此根据方程式可知CuFeS2的物质的量是0.005ml，质量是0.005ml×184g/mol＝0.92g，因此该黄铜矿的纯度为×100%＝80.00%
考点：考查氧化还原反应、实验方案设计、滴定管读数以及物质含量计算

练习册系列答案
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通过对模型、图形、图表的观察，能获取有关信息是化学学习的一种重要能力。按要求回答下列问题。
(1) 现有下列短周期元素性质的部分数据，其中X数值是表示不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小，若X值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷一方：

写出下列编号所代表的元素符号：①____，②____，④____，⑤____，⑥____。
(2) 已知4种无机化合物在水中和液氨中的溶解度(g/100g溶剂)为：

由上表的数据可知，在水溶液中上述化合物发生复分解反应的化学方程式为______________________，在液氨溶液中发生复分解反应的化学方程式为______________________________________________。
(3) 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。三种物质和铁发生反应的顺序为___________，第一步反应的离子方程式为________，由图可知溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为__________。

某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
（1）己知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是_____________。
（2）已知0.2mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为_____________。
（3）将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，井标出电子转移的方向和数目：

（4）溶液的酸碱性对氧化还原反应的方向有密切的关系。对于反应：AsO33-+I2+2OH-AsO43-+2I-+ 2H2O，在较强酸性时，上述氧化还原反应向____进行（填：“正反应”或“逆反应”）；强碱性时，是否有利H3As3还原I2？为什么？_______________________________________。

在50 mL a mol·L-1的硝酸溶液中，加入6．4g Cu，全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得c(NO3-)＝3 mol·L-1。
(1)求稀释后的溶液中H+的物质的量浓度
(2)若a＝9，求生成的气体中NO2的物质的量
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O。若将上述的NO2和NO的混合气体通入1 mol·L-1的NaOH溶液恰好被吸收，求需要NaOH溶液的体积。

实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应，生成K2MnO4（锰酸钾）和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。
请回答：
（1）用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是                                       。
（2）K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为             。生成0.1mol还原产物时转移电子               个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是                            。
（3）KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化）反应生成Mn2+和CO2。若取用软锰矿制得的KMnO4产品0.165g，能与0.335g Na2C2O4恰好完全反应（假设杂质均不能参与反应），该产品中KMnO4的纯度为                    。

（10分）某研究性学习小组同学向Fe(NO3)3溶液中滴加淀粉KI溶液后，溶液呈蓝色。他们对Fe(NO3)3溶液中将I－氧化的氧化剂进行了如下探究：
【实验】分别向FeCl3溶液和HNO3溶液中滴加淀粉KI溶液后，发现溶液均显蓝色。
（1）FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为                                    。
（2）KI与HNO3反应的离子方程式为I－＋H＋＋NO3－→NO↑＋I2＋H2O(未配平)，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为           。
【提出假设】假设1：氧化剂只有Fe3＋     假设2：氧化剂只有NO3－（H＋）
【设计实验方案，验证假设】
（3）请设计实验验证上述假设
供选试剂：0.2mol?L－1的Fe(NO3)3溶液、0.2mol?L－1的KI溶液、0.01mol?L－1的KMnO4酸性溶液、0.01mol?L－1的KSCN溶液、CCl4溶液、淀粉溶液。（提示：NO3－在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）

实验步骤
预期现象和结论
①取5ml0.2mol?L－1的Fe(NO3)3溶液和5ml0.2mol?L－1的KI溶液，充分反应后加入5ml CCl4溶液，振荡静置，取上层溶液，分置于A、B两支试管中
 
②
③
若溶液不变红色，则假设1成立，否则假设1不成立；
若溶液显紫色，则假设2成立，否则假设2不成立
【思考与交流】（4）若Fe(NO3)3与KI反应的过程中，Fe3＋和NO3－（H＋）均参与氧化I－，则上述实验中步骤②和③的预期现象分别是什么？                              。

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl3）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）

已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl；遇O2会生成POCl3，POCl3溶于PCl3。PCl3、POCl3的熔沸点见下表：

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为     。
（2）B中所装试剂是         ，E中冷水的作用是               ，F中碱石灰的作用是      。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K3通入干燥的CO2，再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用是               。
（4）粗产品中常含有POC13、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后．通过      （填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl3。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1．00g产品，加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25．00mL，向其中加入10．00 mL 0．1000 mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0．1000 mol／L的Na2S2O3，溶液滴定
④重复②、③操作，平均消耗Na2S2O3，溶液8．40ml
已知：                                                                      ，假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据，该产品中PCl3的质量分数为          。

已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色。现在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1~2滴液溴，振荡后溶液呈黄色，现对溶液呈黄色的原因进行探究。
（1）限选用的试剂有：酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、四氯化碳、硫氰化钾溶液、硝酸银溶液、淀粉—碘化钾溶液。请完成以下实验探究过程：
【提出假设】
假设1：溶液呈黄色不是发生化学反应所致，是溶液中    引起的（填微粒的化学
式，下同）。
假设2：溶液呈黄色是发生化学反应所致，是溶液中       引起的。
【设计实验方案】
为了验证上述假设1和假设2的推断，请用简要的文字说明你的实验方案：
假设1方案：                                                    。
假设2方案：                                                        。
（2）根据高中所学的知识判断，你认为       （填“假设1”或“假设2”）的推断是正确的；若选用淀粉—碘化钾溶液验证你的假设是否可行？      （填“可行”或“不可行”），理由是                                          。
（3）若向稀溴化亚铁溶液中通入过量氯气，反应的离子方程式为              。

有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是

A．A装置的气球膨胀速率大
B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/L
C．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/L
D．最终两试管中Na＋、Cl－的物质的量一定相同

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