题目内容

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1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)称量样品所用的仪器为_____(填“托盘天平”或“电子天平”),将样品研细后再反应,其目的是_______             
(2)装置a和c的作用分别是____和____(填标号)。
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___________。
(4)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(5)若用右图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是____(填序号)。

(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_____________________________________________。

(15分)(1)电子天平(2分),使原料充分反应、加快反应速率(2分)。
(2)b、d和e (各1分,共3分)
(3)使反应生成的SO2全部进入d装置中,使结果精确(2分)。
(4)80%(2分)
(5)②(2分)。
(6) 空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;BaSO3被氧化成BaSO4(合理答案均可)(2分)

解析试题分析:(1)托盘天平的精确度为 0.1g,故只有电子天平才能称取1.150g样品;研细的目的是增大固体的表面积,使原料充分反应、加快反应速率;(2)浓硫酸能除去空气中的水蒸气,且洗气瓶有利于观察空气流速;灼热铜网的目的是除去反应后多余的氧气;(3)反应结束后,仍需通入一段时间的空气,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)由c?V可知n(I2)=0.05mol/L×20.00×10—3L,由I2+SO2+2H2O=4H++2I+SO42可知n(SO2)=n(I2)=0.05mol/L×20.00×10—3L,则总的n(SO2)=0.05mol/L×20.00×10—3L÷1/10,由CuFeS2~2SO2可知,n(CuFeS2)=0.05mol/L×20.00×10—3L÷1/10÷2,由n?M可知m(CuFeS2)=0.05mol/L×20.00×10—3L÷1/10÷2×184g/mol,则其纯度为0.05mol/L×20.00×10—3L÷1/10÷2×184g/mol÷1.150g×100%=80%;(5)SO2不能与BaCl2反应,故①错误;SO2与Ba(NO3)2溶液反应,生成白色的硫酸钡沉淀,过滤、干燥、称取沉淀的质量,可以测定样品的纯度,故②正确;SO2不能与NaHSO3溶液反应,故③错误;(6)空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀,BaSO3被氧化成BaSO4,这些因素都可能导致误差。
考点:考查仪器的使用、影响化学反应速率的因素、混合物的分离和提纯、测定样品的纯度、实验目的、误差分析等相关知识。

练习册系列答案
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二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸
点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。
某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:      
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有            
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。根据上图所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:
                ;②                  ;③洗涤;④干燥。
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中
ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;量取V1mL试样加入到锥
形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;此时发生的离子方程式
为:                                  
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
则原ClO2溶液的浓度为   g/L(用含字母的代数式表示)。
(已知2 Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI)

(16分)铜陵有色股份有限公司电线电缆厂属国家电线电缆、绕组线行业专业生产厂。在电缆生产过程中,不可避免地会产生一定量的含铜废料(如:零碎电缆)。某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后,围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法。甲同学根据已学知识,提出了一套回收方案:

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(1)甲方案的①、③两个步骤中,与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是:
                            ;③                               
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较,你认为       (填“甲”或“乙”)方案更合理,理由是:                                                   
(3)丙认为,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑”这一步时,应该加入略过量的铁屑。你认为丙这么说的道理是:                             
丁又提出了疑问:如果铁过量,剩余的铁粉会混在红色粉末中,该怎么处理呢?
请提出你的想法:                                  
(4)最后,老师肯定了同学们的积极思考,但同时指出:方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后,会得到一种俗称“绿矾”的工业产品,可增加经济效益。如果直接排放掉滤液,不仅造成了浪费,还会                               
(5)若上述方案所用的稀硫酸质量分数为36.8%,问每1000mL98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL)能配制出这种稀硫酸               g,需水         mL(水的密度为1.0g/mL ) ,在实验室中稀释浓硫酸时,是如何操作的:                         

某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时,对课本上的描述:“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质,呈浅黄色(有I2),KI固体直接加热时,为什么不被氧化呢?因此,小组同学针对I-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。
【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质,结合空气的成分,首先排除    和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设:
假设一:需要H2O的参与;
假设二:需要CO2的参与;
假设三:                      
【实验验证】
(1)为了验证假设二,小组同学设计了以下实验方案;取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中,向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅,之后向试管中滴入淀粉溶液,再次对比试管中的颜色深浅,具体实验现象见下表:

试管序号
1
2
3
4
5
通入CO2时间/min
0
1
5
 
 
滴加盐酸/滴
0
 
 
3
6
溶液中颜色对比
无色
浅黄色→黄色(依次加深)
滴加淀粉溶液后的颜色对比
无色
浅蓝色→蓝色(依次加深)
 
小组同学通过实验现象深入思考了CO2在反应过程中的作用,得出结论:CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供           环境。
写出此实验中CO2与KI反应的化学方程式                    
(2)为了验证I-被氧化是否必须要有H2O的参与,小组同学设计了以下实验验证:
实验步骤
预期现象和结论
①取一份纯净的KI固体,分成两等份;
 
②一份加入到装有           的集气瓶A中;
一份加入到装有           的集气瓶A中;
③几天后观察。
 
 
【交流提高】
由于空气中CO2和水蒸气的含量很低,导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”,不能很好地与KI接触,KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、         

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