Question

8．黄铜矿的主要成分是CuFeS₂（硫元素显-2价，铁元素显+2价）．实验室里用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红（Fe₂O₃）的流程如下：

已知：CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+FeS+SO₂
 FeS+2HCl═FeCl₂+HS₂↑
（1）在实验室中，应将黄铜矿粉末放在坩埚（填仪器名称）中焙烧，操作a为过滤、洗涤、干燥、灼烧．
（2）欲选用下列部分装置在实验室中以MnO₂和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气．

①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→b→c→g→h→d．
③装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气． 
（3）若使用20g黄铜矿粉末可制得8gFe₂O₃（铁红），则该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数是92% （假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗）．

Answer 1

分析 （1）固体的焙烧在坩埚内进行；操作a的目的是将溶液B中产生的氢氧化铁沉淀过滤出来，再灼烧得氧化铁；
（2）①圆底烧瓶中发生反应为MnO₂与浓盐酸反应生成Cl₂、MnCl₂、H₂O；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H₂O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气；
③利用加热气体膨胀的原理进行装置气密性的检验；
（3）根据Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，以此计算该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数．

解答 解：（1）固体的焙烧在坩埚内进行，操作a的目的是将溶液B中产生的氢氧化铁沉淀过滤出来，再灼烧得氧化铁，所以操作a为过滤、洗涤、干燥、灼烧，
故答案为：坩埚；过滤、洗涤、干燥、灼烧；
（2）①圆底烧瓶中发生反应为MnO₂与浓盐酸反应生成Cl₂、MnCl₂、H₂O，离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H₂O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气；
故答案为：b→c→g→h→d；
③利用加热气体膨胀的原理进行装置气密性的检验，所以检验方法为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
故答案为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
（3）根据Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，所以该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数=$\frac{8g×368}{20g×160}$×100%=92%，故答案为：92%．

点评 本题考查了物质制备过程分析判断，物质性质的理解应用，化学方程式和离子方程式书写方法，掌握基础是关键，题目难度较大．