Question

某同學(xué)為測定黃銅礦的純度（主要成分CuFeS₂含少量SiO₂），設(shè)計如下實驗：稱取2.0g研細(xì)的該黃銅礦樣品，高溫下和空氣中的氧氣充分反應(yīng)：
6CuFeS₂+19O₂

△

 6CuO+2Fe₃O₄+12SO₂生成的SO₂進(jìn)入D中和水發(fā)生反應(yīng)：SO₂+H₂O=H₂SO₃；

（1）稱量該樣品時用的儀器的名稱為

 

．
（2）裝置A的作用

 

；
a．有利于空氣中氧氣充分反應(yīng)b．除去空氣中的水份
c．有利于氣體混合d．有利于觀察空氣流速
（3）裝置B中反應(yīng)結(jié)束后，仍需繼續(xù)通一段時間空氣的目的

 

．
（4）實驗后將D中的溶液全部轉(zhuǎn)移至錐形瓶，用1.0mol/L的I₂溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)為：H₂SO₃+I₂+H₂O=H₂SO₄+2HI，達(dá)到終點時消耗I₂溶液20.00mL，判斷滴定達(dá)到終點的現(xiàn)象為

 

，通過計算，該黃銅礦的純度為

 

（Cu：64   Fe：56   S：32）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“稱取2.0g研細(xì)的該黃銅礦樣品”中質(zhì)量的準(zhǔn)確度確定稱量儀器名稱；
（2）根據(jù)裝置B中需要加熱反應(yīng)，氣體必須是干燥的、及通過過程濃硫酸的氣泡可以控制空氣流速分析；
（3）根據(jù)裝置B和裝置C中有殘留的二氧化硫及氧氣能夠氧化亞硫酸分析；
（4）根據(jù)滴定反應(yīng)中有碘單質(zhì)參加，指示劑為淀粉，反應(yīng)結(jié)束前溶液為無色，反應(yīng)結(jié)束溶液變成藍(lán)色判斷滴定終點；根據(jù)反應(yīng)方程式找出關(guān)系式CuFeS₂～2SO₂～2H₂SO₃～2I₂，根據(jù)碘單質(zhì)的物質(zhì)的量計算出CuFeS₂的物質(zhì)的量及該黃銅礦的純度．

解答：解：（1）根據(jù)題中數(shù)據(jù)，稱量的樣品質(zhì)量為2.0g，所以使用的稱量儀器是托盤天平，
故答案為：托盤天平；
（2）a．裝置A的濃硫酸沒有使空氣中的氧氣充分反應(yīng)的作用，故a錯誤；
b．由于裝置B中需要加熱反應(yīng)，必須除去空氣中的水份，避免試管炸裂，故b正確；
c．該反應(yīng)中只有氧氣與CuFeS₂反應(yīng)，不需要將氣體充分混合，故c錯誤；
d．可以根據(jù)濃硫酸中產(chǎn)生的氣泡判斷空氣流速，以便可知通入空氣速度，故d正確；
故選bd；
（3）裝置B中反應(yīng)結(jié)束后，為了使裝置B和裝置C中的二氧化硫全部進(jìn)入D裝置，使結(jié)果準(zhǔn)確及除去B中多余的O₂，防止其氧化D中生成的H₂SO₃，所以需要繼續(xù)通一段時間空氣，
故答案為：使生成SO₂全部進(jìn)入D裝置，使結(jié)果準(zhǔn)確；除去B中多余的O₂，防止其氧化D中生成的H₂SO₃；
（4）反應(yīng)H₂SO₃+I₂+H₂O=H₂SO₄+2HI中有碘單質(zhì)參加反應(yīng)，使用的指示劑為淀粉，反應(yīng)結(jié)束前溶液為無色，反應(yīng)結(jié)束后碘過量溶液變成藍(lán)色，所以滴定終點為：溶液恰好由無色變成淺藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；根據(jù)反應(yīng)6CuFeS₂+19O₂

△

6CuO+2Fe₃O₄+12SO₂、H₂SO₃+I₂+H₂O=H₂SO₄+2HI
可得關(guān)系式：CuFeS₂～2SO₂～2H₂SO₃～2I₂，反應(yīng)消耗的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：1.0mol/L×0.02L=0.02mol，n（CuFeS₂）=

1

2

n（I₂）=0.0mol，
該黃銅礦樣品的純度為：

184g×0.01mol

2.0g

×100%=92%，
故答案為：溶液恰好由無色變成淺藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；92%．

點評：本題考查探究物質(zhì)的組成、測量物質(zhì)的含量，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題．試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計、操作能力，重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運用知識解決實際問題的能力．該類試題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和技能，進(jìn)行知識的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論．