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.为了测定该黄铜矿的纯度.某同学设计了如图实验:现称取研细的黄铜矿样品2.30g.在空气存在下进行煅烧.生成Cu.Fe3O4和SO2气体.实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中.用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定.消耗20.00mL标准溶液．请回答下列问题:(1)将样品研细后再反应.其目的是使原料充分� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．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），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如图实验：

现称取研细的黄铜矿样品2.30g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗20.00mL标准溶液．请回答下列问题：
（1）将样品研细后再反应，其目的是使原料充分反应、加快反应速率．
（2）装置a和c的作用分别是bd和e（填标号，可以多选）．
a除去SO₂气体 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 e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO₂全部进入d装置中，使结果精确．
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为40%．
（5）若用如图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是②（填编号）

（6）若将原装置d中的试液改为Ba（OH）₂，测得的黄铜矿纯度误差为+1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有空气中的CO₂与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃沉淀，BaSO₃被氧化成BaSO₄．

分析该实验原理是：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）增大固体的表面积可以加快化学反应速率；
（2）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；灼热的铜网可以除去多余的氧气；
（3）二氧化硫全部被吸收是实验成败的关键；
（4）已知发生的反应有8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，I₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，根据消耗的碘单质的物质的量求出CuFeS₂的物质的量和质量，再根据样品的质量求出质量分数；
（5）①中氯化钡和稀盐酸不能够吸收二氧化硫；②中硝酸钡能够吸收二氧化硫，根据溶液的质量变化计算二氧化硫的质量；③前面通入的空气中也会占据一部分气体体积；
（6）二氧化碳和二氧化硫均可以和氢氧化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钡易被氧化为硫酸钡．

解答解：（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）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；灼热的铜网可以除去多余的氧气；故答案为：bd；e；
（3）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，
故答案为：使反应生成的SO₂全部进入d装置中，使结果精确；
（4）已知发生的反应有8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，I₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20mL，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，根据反应实质，得到：2I₂～2SO₂～CuFeS₂，所以黄铜矿的质量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其纯度是：$\frac{0.92g}{2.3g}$×100%=40%，故答案为：40%；
（5）用如图装置替代上述实验装置d，①中氯化钡和稀盐酸不能够吸收二氧化硫，②中硝酸钡能够吸收二氧化硫，根据溶液的质量变化计算二氧化硫的质量；不能用③，原因是前面通入的空气中也会占据一部分气体体积，故答案为：②；
（6）空气中的CO₂与Ba（OH）₂反应可以生成BaCO₃沉淀，此外BaSO₃被氧化成BaSO₄均可以导致所以的沉淀的量比二氧化硫和氢氧化钡反应生成的白色沉淀的量多，故答案为：空气中的CO₂与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃沉淀，BaSO₃被氧化成BaSO₄．

点评本题考查了探究黄铜矿的纯度，涉及了实验原理的分析应用、纯度计算、实验方案的评价等知识，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．

练习册系列答案

12．阅读下列材料，按要求回答问题．
酒精、苯、CCl₄、煤油都是有机溶剂，有机溶剂之间大都能互溶，其中苯的密度小于水的，CCl₄的密度大于水的；碘（I₂）难溶于水，易溶于有机溶剂，其溶液呈紫色；溴（液溴）的性质与碘相似，其溶于有机溶剂后所得溶液呈橙色．
（1）下列能用分液漏斗进行分离的是D．
A．液溴和CCl₄B．苯和煤油
C．酒精和碘 D．苯和蒸馏水
（2）在酒精、苯、CCl₄、NaCl、蒸馏水五种试剂中：
①能把碘单质从碘水中萃取出来的是苯、CCl₄，进行分液之后不能（填“能”或“不能”）得到纯净的碘单质．
②能把溴从溴水中萃取出来，并在分液时溴从分液漏斗下端倒出的是四氯化碳（CCl₄），萃取时上层液体呈无色下层液体呈橙红色．

9．下列实验设计方案错误的是（　　）

	A．	除去Cu（NO₃）₂溶液中混有的AgNO₃：加入适量铜粉
	B．	分离溴和CCl₄的混合物：分液
	C．	区分NaCl和KCl溶液：焰色反应
	D．	检验某未知溶液中的SO₄^2-：加入稀硝酸酸化的BaCl₂溶液

16．向一定量的Fe、FeO和Fe₂O₃的混合物中加入120mL 4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现．若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为（　　）

6．海带中含有丰富的碘．为了从海中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：

请填写下列空白：
（1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是BDE（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）．
A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器
（2）步骤③的实验操作名称是过滤；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是蒸馏．
（3）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是苯和水不互溶，碘在苯中的溶解度大于在水中的溶解度，碘和苯不反应．
（4）若要检验步骤⑤后得到的水层中是否含有SO₄^2-，请简述操作方法：加盐酸酸化，无现象，再加氯化钡溶液，出现白色沉淀，说明含有SO₄^2-．

13．高纯氧化锌广泛应用于电子工业，某研究小组设计如下流程制备高纯氧化锌．

（1）反应①的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
（2）反应②的基本反应类型是复分解反应．
（3）副产品X的化学式为：NH₄Cl．从含X的滤液中获取固体X的实验操作步骤是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤．
（4）反应③属于分解反应，除得到氧化锌外还生成2种常见气体，其化学式为CO、CO₂．
（5）若用纯度为97.5%的1kg粗锌制备高纯氧化锌，理论上最多可生产出氧化锌的物质的量为：15mol．

2．N_A为阿伏加德罗常数的值．下列有关叙述正确的是（　　）

	A．	0.1molC₂H₆O分子中含有C-H键数为0.5N_A
	B．	0.1molCl₂和0.1molHI充分反应后气体分子数为0.2N_A
	C．	CO₂通过Na₂O₂使其增重2.8g，反应中转移电子数为0.2N_A
	D．	3．Og甲醛（HCHO）和乙酸的混合物中含有的原子总数为0.4N_A

3．下列制定微粒的数目相等的是（　　）

	A．	等物质的量的水与重水含有的中子数
	B．	等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
	C．	同温同压同体积的CO和NO含有的质子数
	D．	等物质的量的镁和铝分别于足量氯气完全反应时转移的电子数

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