题目内容

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,主要成分为CuFeS2,含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:

用电子天平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1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准碘溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)将样品研细后再进行反应,其目的是         ;标准碘溶液应盛放在(填“碱式”或“酸式”)       滴定管中。
(2)装置a的作用是                                                            
(填序号)。
A.除去空气中的二氧化碳B.除去空气中的水蒸气
C.有利于气体混合D.有利于观察、控制空气流速
(3)若去掉c装置,会使测定结果(填“偏低”、“偏高”或“无影响”)           ,写出影响测定结果的化学方程式:                   。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是            。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为             。
(14分)
(1)使原料充分反应,加快反应速率(2分)酸式(2分)      
(2)B   D(2分)
(3)偏低(2分)   (2分)
(4)使反应生成的气体全部进入d装置中,使测定结果精确(2分)  (5)80%(2分)

试题分析:(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;标准液为I2溶液,具有氧化性,能氧化橡胶管,不能用碱式滴定管盛放,应选用酸式滴定管。
(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,故答案为:BD。
(3)去掉c装置,气体中二氧化硫在水溶液中会和氧气反应,反应的化学方程式为:2SO2+O2+H2O=2H2SO4,测定结果偏低。
(4)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,进入d装置中,使结果精确。
(5)根据氧化还原反应中得失电子总数相等和S元素守恒可得到:2I2~2SO2~CuFeS2,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:0.92g÷1.15g×100%=80%。
练习册系列答案
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(15分)某研究小组用黄铜矿(主要成分是CuFeS2,其中S为-2价)为主要原料炼铜,其总反应为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2。事实上该反应是按如下流程分步进行的:



(1)氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是     (填化学式)。
(2)据报道,有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为     。
(3)我国学者研究发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中与O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4·5H2O,生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表:
沸腾炉温度/℃
560
580
600
620
640
660
水溶性Cu/%
90.12
91.24
93.50
92.38
89.96
84.23
酸溶性Cu/%
92.00
93.60
97.08
97.82
98.16
98.19
①CuFeS2与O2反应的化学方程式为     。
②实际生产过程中沸腾炉温度为600~620 ℃。则控制温度的方法是     。
③当温度高于600~620 ℃时,生成物中水溶性铜下降的原因是     。
④生成物冷却后的除铁的实验操作方法主要是     。已知在溶液中,Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.7、6.7,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.1、3.2;如果制得的硫酸铜溶液中含有少量的Fe3+,请写出除去溶液中Fe3+的实验操作步骤:     。
三氯化六氨合钴(Ⅲ)是一种重要的化工产品, 实验中采用H2O2作氧化剂,在大量氨和氯化铵存在下,选择活性炭作为催化剂将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ),来制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)配合物,反应式为:2CoCl2·6H2O + 10NH3 + 2NH4Cl + H2O2 活性炭2[Co(NH3)6]Cl3 +14H2O
已知:① 钴(Ⅱ)与氯化铵和氨水作用,经氧化后一般可生成三种产物:紫红色的二氯化一氯五氨合钴[Co(NH3)5 Cl]Cl2晶体、砖红色的三氯化五氨一水合钴[Co(NH3)5 H2O]Cl3晶体、橙黄色的三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3晶体,控制不同的条件可得不同的产物(如温度不同产物也不同)。293K时,[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度为0.26mol/L
②CoCl2、[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5 Cl]Cl2在水中能完全电离
③制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)粗产品的流程如下:

④三氯化六氨合钴(Ⅲ)粗产品的提纯流程如下:

⑤制备过程中可能用到的部分装置如下:
            
请回答下列问题:
(1)操作B的名称是               ,操作A后所弃去的沉淀中一定有              。
(2)CoCl2在没有铵盐存在的情况下,遇氨水生成蓝色沉淀,该反应的离子方程式为      。原料NH4Cl的主要作用有:①                           ;②提供NH3。
(3)冷却至10℃后,步骤B中逐滴加入H2O2溶液的目的:①         ;②使反应温和进行。
(4)操作A的名称为                  ,进行该操作的装置是                 (填序号)。
A.装置Ⅰ       B.装置Ⅱ        C.装置Ⅲ
若操作过程中,发现漏斗尖嘴处有少量晶体析出,处理方法是         。
装置Ⅱ中仪器A、B、C、D的名称分别是          、         、          、           。
(5)步骤C进行洗涤时要用到两种试剂,应该先用_____(填序号,下同)洗涤,后用       洗涤。
A. 饱和氯化钠溶液         B. 无水乙醇           C. 浓盐酸
(6)你认为本实验提高产率的关键步骤有哪些?                              。
(7)与[Co(NH3)6]Cl3类似的产品还有[Co(NH3)5Cl]Cl2,请简述验证某晶体是[Co(NH3)6]Cl3还是
[Co(NH3)5Cl]Cl2的实验方案:                                                   。
(14分)某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应,并检验反应产物。

(1)为快速得到乙醇气体,可采取的方法是                             ;若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸,你采取的措施是 _________(填写编号);
a.取下小试管             b.移去酒精灯
c.将导管从乳胶管中取下   d.以上都可以
(2)盛Cu(OH)2悬浊液的试管中可能出现的现象为___________________。
(3)如图实验,观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体(M),充分反应后停止加热。为了检验M的组成,进行下列实验。
① M能被磁铁吸引;加入足量稀硫酸,振荡,固体全部溶解,未观察到有气体生成;
② 经检验溶液中有Fe2+和Fe3+;
关于M 中铁元素价态的判断正确的是             (填写编号)。
a.一定有+3价和+2价铁,一定无0价铁    b.一定有+3价、+2价和0价铁
c.一定有+3价和0价铁,一定无+2价铁    d.一定有+3和+2价铁,可能有0价铁
(4)若M的成份可表达为FeXOY,用CO还原法定量测定其化学组成。称取a g M样品进行定量测定,实验装置和步骤如下:

① 组装仪器;②点燃酒精灯;③加入试剂; ④打开分液漏斗活塞;⑤检查气密性;⑥停止加热;⑦关闭分液漏斗活塞;⑧……。正确的操作顺序是__________(填写编号)
a.①⑤④③②⑥⑦⑧  b.①③⑤④②⑦⑥⑧ c.①⑤③④②⑥⑦⑧ d.①③⑤②④⑥⑦⑧
(5)若实验中每步反应都进行完全,反应后M样品质量减小b g,则FeXOY中=_____。

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