题目内容

12．天然黄铜矿主要成分为CuFeS2，可用于冶炼铜，反应原理为8CuFeS2+21O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，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1.84g，在空气存在下进行煅烧，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mo1/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准碘溶液20.00mL．
（1）若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是Cu、O（填元素符号）．
（2）装置a的作用是BD．
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，其目的是把装置中的二氧化硫气体全部吸收．
（4）用化学方程式表示滴定的原理：I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI．
（5）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为50%．
（6）工业上利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3）可制备Fe2O3．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO．
提供的试剂：①盐酸②稀硫酸③KSCN溶液④KMnO4溶液⑤NaOH溶液⑥碘水
所选试剂为②④（填序号）．证明炉渣中含有FeO的实验现象为：稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色．

分析 （1）依据化学方程式中元素化合价变化分析，元素化合价降低的被还原；
（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；
（3）反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收；
（4）滴定的原理是碘单质氧化二氧化硫生成硫酸和碘化氢；
（5）先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2～2SO2～2I2，再根据题中数据进行计算；
（6）若Fe2O3中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亚铁离子，则具有还原性，而给出的试剂中KMnO4溶液具有强氧化性，可利用KMnO4溶液褪色来证明．

解答 解：（1）反应为8CuFeS2+21O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中，元素化合价降低的为铜元素化合价从+2价变化为0价，氧元素化合价从0价变化为-2价，元素化合价降低做氧化剂被还原，
故答案是：Cu、O；
（2）装置a中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入反应装置b中发生危险，同时根据冒出的气泡的快慢来控制气体的通入量，
故选BD；
（3）黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气，可以将b、d装置中的二氧化硫全部排出去，使结果更加精确，
故答案为：把装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（4）滴定的原理是碘单质氧化二氧化硫生成硫酸和碘化氢，反应的化学方程式为：I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，
故答案为：I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI；
（5）根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式：CuFeS2～2SO2～2I2，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.00mL时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黄铜矿的质量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其纯度是：$\frac{0.92g}{1.84g}$×100%=50%，
故答案为：50%；
（6）若Fe2O3中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亚铁离子，则具有还原性，而给出的试剂中KMnO4溶液具有强氧化性，可使KMnO4溶液褪色，则选择试剂为稀硫酸、KMnO4溶液，故选②④，操作为取少量固体溶于稀硫酸，然后滴加KMnO4溶液，观察到溶液使KMnO4溶液褪色，则证明含有FeO，
故答案为：②④；稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色．

点评 本题考查了探究黄铜矿的纯度，涉及了仪器选择、纯度计算等知识，题量较大，充分考查了学生分析和解决问题的能力，本题难度较大．

练习册系列答案
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④只有一种元素的阳离子和另一种元素的阴离子组成的物质　
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质　
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A．仅②③⑥B．仅④⑤⑥C．仅①④D．仅②⑥
20．一些烷烃的燃烧热数值（kJ•mol-1）如表：下列推断正确的是（　　）
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