Question

【题目】工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu2S）中Cu2S的质量分数，设计了如图所示装置。实验时按如下步骤操作：

实验原理是：Cu2S+O2=SO2+2Cu，通过测定SO2的量来确定Cu2S的质量分数。

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中所发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。

（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）本方案设计中有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___________（写一种即可）。

（5）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸， 写出通入SO2的电极的电极反应式___________。

Answer 1

【答案】除去空气中的还原性气体与酸性气体 干燥空气 2MnO4—+5H2SO3=2Mn2++5SO42—+4H++3H2O 或2MnO4—+5SO2 + 2H2O=2Mn2++5SO42—+4H+ 80％ 在KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3氧化，造成测定结果偏低。 SO2+2H2O -2e-=SO42-+4H+

【解析】

（1）装置①中荣恶意是高锰酸钾溶液与氢氧化钾溶液的混合溶液，目的是为了吸收空气中可能含有的二氧化硫气体，避免对测定结果产生误差，装置②干燥管中的氯化钙是除去混油的水蒸气。

（2）高锰酸钾具有强氧化性，可以氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子，高锰酸钾被还原为硫酸锰，方程式为2MnO4—+5H2SO3=2Mn2++5SO42—+4H++3H2O 或2MnO4—+5SO2 + 2H2O=2Mn2++5SO42—+4H+。

（3）若矿石样品为1.000g，则第3组数据误差太大，舍去，前两族消耗高锰酸钾溶液平均体积为[（21.03-1.04）+（21.99-1.98）]/2=20.00，浓度为0.0100mol/L，高锰酸钾的物质的量为0.010×0.02=0.0002mol，根据反应分析，

5Cu2S-5SO2-5H2SO4-2KMnO4

5 2

n 0.0002

则n=0.0005mol。则辉铜矿样品中硫化亚铜的质量分数=0.0005×160×（250/25）/1.000=80%。

（4）二氧化硫具有还原性，空气中的氧气没有除去，会把二氧化硫部分氧化，则和高锰酸钾反应的二氧化硫减少，造成结果偏低。（5）负极上，二氧化硫失去电子和水反应生成硫酸，电极反应为SO2+2H2O -2e-=SO42-+4H+。