Question

【題目】輝銅礦與銅藍礦都是天然含硫銅礦，在地殼中二者常伴生存在。現取一份該伴生礦樣品，經檢測后確定僅含、和惰性雜質。為進一步確定其中、的含量，某同學進行了如下實驗：

① 取2.6g樣品，加入200.0mL 0.2000mol/L酸性溶液，加熱（硫元素全部轉化為），濾去不溶雜質；

② 收集濾液至250mL容量瓶中，定容；

③ 取25.00mL溶液，用溶液滴定，消耗20.00mL；

④ 加入適量溶液（掩蔽Fe3+和Mn2+，使其不再參與其他反應），再加入過量KI固體，輕搖使之溶解并發生反應：；

⑤ 加入2滴淀粉溶液，用溶液滴定，消耗30.00mL（已知：）。

回答下列問題：

（1）寫出溶于酸性溶液的離子方程式：____________________________________。

（2）配制溶液時要用煮沸過的稀硫酸，原因是______________________，配制過程中所需玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、容量瓶外還有_______________。

（3）③中取25.00mL待測溶液所用的儀器是_____________。

（4）⑤中滴定至終點時的現象為____________________________。

（5）混合樣品中和的含量分別為_______%、_______%（結果均保留1位小數）。

（6）判斷下列情況對樣品中和的含量的影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）若量取酸性溶液時俯視讀數，則最終結果的含量_______________。若用溶液滴定終點讀數時仰視，則最終結果的含量_____________。

Answer 1

【答案】Cu2S+2MnO4﹣+8H+＝2Mn2++2Cu2++SO42﹣+4H2O 除去溶解在水中的氧氣，防止亞鐵離子被氧化 膠頭滴管 酸式滴定管 溶液由藍色變為無色且半分鐘內不恢復原色 61.5 36.9 偏低 偏低

【解析】

由配制溶液的過程確定所需儀器，據滴定實驗原理判斷終點現象，運用關系式計算混合物的組成，據測定原理分析實驗誤差。

（1）Cu2S與KMnO4酸性溶液反應，高錳酸鉀做氧化劑氧化Cu2S反應生成硫酸銅、硫酸鉀、硫酸錳和水，反應化學方程式為Cu2S+2KMnO4+4H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+2CuSO4+4H2O，反應的離子方程式：Cu2S+2MnO4﹣+8H+＝2Mn2++2Cu2++SO42﹣+4H2O，

故答案為：Cu2S+2MnO4﹣+8H+＝2Mn2++2Cu2++SO42﹣+4H2O；

（2）配制0.1000molL﹣1FeSO4溶液時要用煮沸過的稀硫酸，原因是：除去溶解在水中的氧氣，防止亞鐵離子被氧化，配制過程中所需玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、容量瓶外還有膠頭滴管，

故答案為：除去溶解在水中的氧氣，防止亞鐵離子被氧化；膠頭滴管；

（3）③取25.00mL溶液為高錳酸鉀溶液，具有強氧化性，所以取25.00待測溶液所用的儀器是酸式滴定管，

故答案為：酸式滴定管；

（4）加入2滴淀粉溶液，用0.1000mo1L﹣1Na2S2O3溶液滴定，消耗30.00mL，發生反應2S2O32﹣+I2＝S4O62﹣+2I﹣，滴定終點的現象是：溶液由藍色變為無色且半分鐘內不恢復原色，

故答案為：溶液由藍色變為無色且半分鐘內不恢復原色；

（5）Cu2S與KMnO4酸性溶液反應的化學方程式：Cu2S+2KMnO4+4H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+2CuSO4+4H2O，5CuS+8MnO4﹣+24H+＝5Cu2++8Mn2++5SO42﹣+12H2O，5Fe2++MnO4﹣+8H+＝5Fe3++Mn2++4H2O，

滴定Fe2+消耗的MnO4﹣：n1＝0.1000mol/L×0.020L×＝0.0004mol，

樣品消耗MnO4﹣物質的量n2＝0.200L×0.2000moL﹣1﹣0.0004mol×＝0.036mol，

2Cu2++4I﹣＝2CuI+I2，2S2O32﹣+I2＝S4O62﹣+2I﹣，滴定消耗S2O32﹣的物質的量n3＝0.1000mo1L﹣1×0.03L×＝0.03mol，則起始樣品溶解所得溶液中含Cu2+物質的量n4＝0.03mol，設樣品中含CuS、Cu2S的物質的量分別為x、y，則：

①x+2y＝0.03mol，

②x+2y＝0.036mol

聯立①②，解方程組得：x＝0.01mol，y＝0.01mol，

混合樣品中Cu2S的含量=×100%=61.5%，

混合樣品中CuS的含量=×100%=36.9%，

故答案為：61.5；36.9。

（6）結合上述計算過程，量取200.0mL 0.2000mol/L酸性溶液，要用量筒，根據量筒的構造，若量取時俯視讀數，則所取量偏小，則樣品消耗MnO4﹣物質的量n2偏小，即方程②中x+2y<0.036mol，造成由方程組解得的x值比實際偏大，因x+2y＝0.03mol，則y值偏小，最終結果的含量偏低。根據實驗過程，若用溶液滴定終點讀數時仰視，實際消耗的溶液體積要小于讀數值，即方程①中x+2y<0.03mol，造成由方程組解得的x值比實際偏小，則最終結果的含量偏低，故答案為：偏低；偏低。