Question

（15分）黃銅礦是工業煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS₂，現有一種天然黃銅礦（含少量SiO₂），為了測定該黃銅礦的純度，某同學設計了如下實驗：

現稱取研細的黃銅礦樣品1.150g，在空氣存在下進行煅燒，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂氣體，實驗后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.05mol/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）稱量樣品所用的儀器為_____(填“托盤天平”或“電子天平”)，將樣品研細后再反應，其目的是_______ 。
（2）裝置a和c的作用分別是____和____（填標號）。
A除去SO₂氣體          B除去空氣中的水蒸氣     C有利于氣體混合
D有利于觀察空氣流速   E除去反應后多余的氧氣
（3）上述反應結束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是___________。
（4）通過計算可知，該黃銅礦的純度為________。
（5）若用右圖裝置替代上述實驗裝置d，同樣可以達到實驗目的的是____（填序號）。

（6）若將原裝置d中的試液改為Ba(OH)₂，測得的黃銅礦純度誤差為＋1%，假設實驗操作均正確，可能的原因主要有_____________________________________________。

Answer 1

（1）電子天平，使原料充分反應、加快反應速率。    （2）B、D和E
（3）使反應生成的SO₂全部進入d裝置中，使結果精確。（4）80%；（5）②；
（6） 空氣中的CO₂與Ba(OH)₂反應生成BaCO₃沉淀；BaSO₃被氧化成BaSO₄

解析試題分析：（1）由于托盤天平的準確度為0.1g,但是要稱量的質量是1.150g。因此稱量樣品所用的儀器為電子天平；將樣品研細后再反應，其目的是增大接觸面積，使原料充分反應、加快反應速率。（2）裝置a的作用是除去空氣中的水蒸氣；混合氣體，有利于觀察空氣流速，因此選項為BD；裝置c的作用除去反應后多余的氧氣。選項為E。（3）上述反應結束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是使反應生成的SO₂全部進入d裝置中，使結果精確。（4）SO₂與碘水反應的方程式是I₂＋SO₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HI。根據元素守恒可得CuFeS₂～2SO₂～2I₂，n(I₂)= 0.05mol/L×0.02L×10=0.01mol.所以n(CuFeS₂)=0.005mol；m(CuFeS₂)= 0.005mol×184g/mol=0.92g,所以該黃銅礦的純度為（0.92g÷1.150g）×100%=80%。（5）①與SO₂不能發生反應，不能吸收。錯誤，②能夠吸收SO₂的裝置。正確。③是用來測量氣體體積的，不能用來吸收氣體。錯誤。（6）若將原裝置d中的試液改為Ba(OH)₂，測得的黃銅礦純度誤差為＋1%，假設實驗操作均正確，可能的原因主要有空氣中的CO₂與Ba(OH)₂反應生成BaCO₃沉淀；BaSO₃被氧化成BaSO₄。
考點：考查黃銅礦的含量的測定方法、反應原理、實驗操作、誤差分析等知識。