Question

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）的流程如图1：
已知：CuFeS₂+O₂

高温  .

Cu+FeS+SO₂ ；FeS+2HCl═FeCl₂+H₂S↑   
（1）在实验室中，应将黄铜矿粉末放在

 

（填仪器名称）中焙烧．
（2）将反应过程中产生的SO₂和H₂S通入如图2所示装置中检验它们的性质．该实验证明SO₂具有

 

性和

 

性．
（3）欲选用如下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

 

．
②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→

 

．
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

 

．
④向滤液A中通入Cl₂，某同学取通入Cl₂后的溶液滴加KSCN溶液，用来证明Cl₂的氧化性比Fe³⁺强的结论．该实验设计是否合理

 

（填“是”或“否”），请用简要文字解释你的理由

 

．
（4）若使用20g黄铜矿粉末可制得8g Fe₂O₃（铁红），则该黄铜矿中含CuFeS₂的质量分数是

 

 （假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗）．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）固体的焙烧在坩埚内进行；
（2）SO₂通入品红溶液，证明SO₂具有漂白性；SO₂通入H₂S溶液，生成S淡黄色沉淀，证明SO₂具有氧化性；
（3）①MnO₂与浓盐酸反应生成Cl₂、MnCl₂、H₂O．离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl?

△   .

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；
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；
④因为该检验方法是先通入氯气，再滴加KSCN溶液，在通氯气前滤液A中就可能含有Fe³⁺，无法确定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得来的，所以该实验设计不合理；
（4）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；故答案为：坩埚；
（2）SO₂通入品红溶液，证明SO₂具有漂白性；SO₂通入H₂S溶液，生成S淡黄色沉淀，证明SO₂具有氧化性，故答案为：漂白；氧化；
（3）①MnO₂与浓盐酸反应生成Cl₂、MnCl₂、H₂O．离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl?

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl?

△   .

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；
④因为该检验方法是先通入氯气，再滴加KSCN溶液，在通氯气前滤液A中就可能含有Fe³⁺，无法确定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得来的，所以该实验设计不合理，
故答案为：否；在通氯气前滤液A中就可能含有Fe³⁺，无法确定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得来的；
（4）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=

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．