Question

【題目】黃銅礦（主要成分為CuFeS2 ，S為-2價）是工業煉銅的主要原料，現有一種天然黃銅礦（含SiO2），為了測定該黃銅礦的純度，設計了如下實驗：

現稱取研細的黃銅礦樣品1.84g，在空氣存在下進行煅燒，發生如下反應：

實驗后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.0500mol/L標準碘溶液進行滴定，消耗標準溶液20.00mL。請回答下列問題：

（1）中氧化產物是 ，當生成0.3molSO2氣體時，轉移電子 mol。

（2）將樣品研細后再反應，其目的是 ；裝置c的作用是 。

（3）用標準碘溶液滴定d中溶液的離子方程式是 ，滴定達終點時的現象是 。

（4）上述反應結束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是 。

（5）通過計算可知，該黃銅礦的純度為 。

（6）若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液，測得黃銅礦純度偏高，假設實驗操作均正確，可能的原因主要是 。

Answer 1

【答案】（1）Fe3O4 、SO2；1.9

（2）增大接觸面積，使原料充分反應，加快反應速率 除去反應后多余的氧氣

（3）SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ 錐形瓶中的溶液由無色變為藍色且半分鐘不褪色

（4）使反應生成的SO2全部進入d裝置中，以減少實驗誤差。

（5）50%

（6）空氣中的CO2與Ba（OH）2反應生成BaCO3沉淀（或BaSO3被氧化成BaSO4）

【解析】

試題分析：該實驗原理是：根據黃銅礦受熱分解產生的二氧化硫的量的測定（二氧化硫可以用碘水來標定），結合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進而計算其純度；（1）CuFeS2，S為-2價元素Cu元素化合價+2價，Fe元素化合價為+2價，反應后銅元素化合價降低，鐵元素化合價升高，硫元素化合價升高，氧元素化合價降低，氧化產物是元素化合價升高的被氧化得到氧化產物，氧化產物為：Fe3O4、SO2，依據電子守恒計算電子轉移總數，反應中3Cu2+～3Cu～6e-，8O2～Fe3O4+6SO2～32e-，生成6molSO2，電子轉移總數為38mol，當生成0.3molSO2氣體時1.9mol電子，故答案為：Fe3O4、SO2；1.9；

（2）將樣品研細后再反應，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應、加快反應速率，灼熱的銅網可以除去多余的氧氣；

（3）用標準碘溶液滴定d中溶液的反應是二氧化硫被溴單質氧化生成硫酸和氫溴酸，反應的離子方程式為：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，當達到滴定終點時，二氧化硫已經被碘單質消耗完畢，再滴入一滴碘單質，遇到淀粉會變藍且半分鐘不褪色，證明反應達到反應終點；

（4）黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產物，分解完畢后仍然通入空氣，使反應生成的SO2全部進入d裝置中，以減少實驗誤差；

（5）根據滴定管的示數是上方小，下方大，可以讀出滴定管示數是20.00mL，當達到滴定終點時，二氧化硫已經被碘單質消耗完畢，再滴入一滴碘單質，遇到淀粉會變藍，根據反應實質，得到：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗掉0.05mol/L標準碘溶液20.00mL時，即消耗的碘單質的量為：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黃銅礦的質量是：0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其純度是：0.92g/1.84g×100%=50%；

（6）空氣中的CO2與Ba（OH）2反應可以生成BaCO3沉淀，此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以導致所以的沉淀的量比二氧化硫和氫氧化鋇反應生成的白色沉淀的量多，

故答案為：空氣中的CO2與Ba（OH）2反應生成BaCO3沉淀（或BaSO3被氧化成BaSO4）。