Question

（2013?房山區(qū)一模）某黃銅礦樣品標(biāo)注顯示：主要成分為CuFeS₂（含81.5%），其余多為脈石（SiO₂）．為檢驗該黃銅礦的純度是否與標(biāo)注一致，設(shè)計了如下實驗：

已知：①在空氣存在下煅燒黃銅礦，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂氣體．②亞硫酸易被氧化：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄
請回答下列問題：
（1）檢驗裝置氣密性后，稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.150g，放入硬質(zhì)玻璃管中，研細(xì)的目的是

使樣品快速、充分反應(yīng)

．
（2）通入空氣一段時間后，點燃酒精噴燈加熱樣品，充分反應(yīng)，裝置B、裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是

3CuFeS₂+8O₂

高溫

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂

、

SO₂+H₂O?H₂SO₃

．
（3）反應(yīng)過程中，裝置A的作用是

②④

（填序號）．
①除去空氣中的二氧化碳       ②除去空氣中的水蒸氣　　　　③使空氣成分均勻混合         ④用于觀察、控制空氣流速
（4）反應(yīng)結(jié)束前的操作是：先撤掉酒精噴燈，再

通入空氣至硬質(zhì)玻璃管冷卻

，其目的是

防止C中溶液倒吸且使裝置內(nèi)SO₂被C溶液充分吸收反應(yīng)

．
（5）取裝置C中溶液的1/10置于錐形瓶中，用0.05mol?L^-1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)的離子方程式為

I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-

；判斷滴定達(dá)到終點的現(xiàn)象是

無色溶液變藍(lán)色

；若滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00mL，則該黃銅礦的純度測定結(jié)果比標(biāo)注值

偏低

（偏低或偏高），造成該結(jié)果的原因之一可能是

SO₂與H₂O反應(yīng)可逆致少量SO₂跑掉或H₂SO₃易被氧化

，改進(jìn)的建議是

減慢通入空氣的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂

．

Answer 1

分析：（1）增大固體的表面積可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）通入空氣一段時間后，點燃酒精噴燈加熱樣品，充分反應(yīng)，裝置B中發(fā)生的反應(yīng)是CuFeS₂和氧氣反應(yīng)生成銅、四氧化三鐵、和二氧化硫，裝置C中反應(yīng)是二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸；
（3）濃硫酸可以將水除去，還可以根據(jù)冒出氣泡的速率來調(diào)節(jié)空氣流速；
（4）二氧化硫全部被吸收是實驗成敗的關(guān)鍵；
（5）亞硫酸和單質(zhì)碘之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的終點是指示劑淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)的溶液，隨反應(yīng)進(jìn)行，碘單質(zhì)反應(yīng)完后藍(lán)色變?yōu)闊o色；SO₂與H₂O反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能反應(yīng)完全，過程中少量SO₂跑掉，H₂SO₃易被氧化為硫酸都是造成測定結(jié)果偏低的原因，改進(jìn)措施減慢通入空氣的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂．

解答：解：該實驗原理是：根據(jù)黃銅礦受熱分解產(chǎn)生的二氧化硫的量的測定（二氧化硫可以用碘水來標(biāo)定），結(jié)合元素守恒可以確定黃銅礦的量，進(jìn)而計算其純度．
（1）將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，即增大固體的表面積，目的是使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率，故答案為：使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率；
（2）通入空氣一段時間后，點燃酒精噴燈加熱樣品，充分反應(yīng)，裝置B中發(fā)生的反應(yīng)是CuFeS₂和氧氣反應(yīng)生成銅、四氧化三鐵、和二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CuFeS₂+8O₂

高溫

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，裝置C中反應(yīng)是二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+H₂O?H₂SO₃，
故答案為：3CuFeS₂+8O₂

高溫

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，SO₂+H₂O?H₂SO₃；
（3）裝置a中的濃硫酸可易吸收空氣中的水蒸氣，同時根據(jù)冒出的氣泡的速率來控制氣體的通入量，故答案為：BD；
（4）黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產(chǎn)物，分解完畢后仍然通入空氣，可以將產(chǎn)生的二氧化硫全部排出去，使結(jié)果精確，先撤掉酒精噴燈，再通入空氣至硬質(zhì)玻璃管冷卻，目的防止C中溶液倒吸且使裝置內(nèi)SO₂被C溶液充分吸收反應(yīng)，
故答案為：通入空氣至硬質(zhì)玻璃管冷卻；防止C中溶液倒吸且使裝置內(nèi)SO₂被C溶液充分吸收反應(yīng)；
（5）亞硫酸和單質(zhì)碘之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；反應(yīng)的終點是指示劑淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)的溶液，隨反應(yīng)進(jìn)行，碘單質(zhì)反應(yīng)完后藍(lán)色變?yōu)闊o色；SO₂與H₂O反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能反應(yīng)完全，過程中少量SO₂跑掉，H₂SO₃易被氧化為硫酸都是造成測定結(jié)果偏低的原因，改進(jìn)措施減慢通入空氣的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂；
故答案為：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；無色溶液變藍(lán)色；偏低；SO₂與H₂O反應(yīng)可逆致少量SO₂跑掉或H₂SO₃易被氧化；減慢通入空氣的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究方法，題干信息的利用和分析判斷，實驗的分析方法和物質(zhì)性質(zhì)的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．