Question

某黄铜矿样品标注显示：主要成分为CuFeS2（含81.5%），其余多为脉石（SiO2）．为检验该黄铜矿的纯度是否

某黄铜矿样品标注显示：主要成分为CuFeS2（含81.5%），其余多为脉石（SiO2）．为检验该黄铜矿的纯度是否与标注一致，设计了如下实验：已知：①在空气存在下煅烧黄铜矿，生成Cu、Fe3O4和SO2气体．②亚硫酸易被氧化：2H2SO3+O2=2H2SO4请回答下列问题：（1）检验装置气密性后，称取研细的黄铜矿样品1.150g，放入硬质玻璃管中，研细的目的是______．（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B、装置C中反应的化学方程式分别是______、______．（3）反应过程中，装置A的作用是______（填序号）．①除去空气中的二氧化碳 ②除去空气中的水蒸气　　　　③使空气成分均匀混合 ④用于观察、控制空气流速（4）反应结束前的操作是：先撤掉酒精喷灯，再______，其目的是______．（5）取装置C中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mol?L-1标准碘溶液进行滴定，反应的离子方程式为______；判断滴定达到终点的现象是______；若滴定中消耗标准碘溶液20.00mL，则该黄铜矿的纯度测定结果比标注值______（偏低或偏高），造成该结果的原因之一可能是______，改进的建议是______．

Answer 1

该实验原理是：根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定（二氧化硫可以用碘水来标定），结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度．
（1）将样品研细后再反应，即增大固体的表面积，目的是使原料充分反应、加快反应速率，故答案为：使原料充分反应、加快反应速率；
（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B中发生的反应是CuFeS₂和氧气反应生成铜、四氧化三铁、和二氧化硫，反应的化学方程式为：3CuFeS₂+8O₂

高温

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，装置C中反应是二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为SO₂+H₂O?H₂SO₃，
故答案为：3CuFeS₂+8O₂

高温

3Cu+Fe₃O₄+6SO₂，SO₂+H₂O?H₂SO₃；
（3）装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量，故答案为：BD；
（4）黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然通入空气，可以将产生的二氧化硫全部排出去，使结果精确，先撤掉酒精喷灯，再通入空气至硬质玻璃管冷却，目的防止C中溶液倒吸且使装置内SO₂被C溶液充分吸收反应，
故答案为：通入空气至硬质玻璃管冷却；防止C中溶液倒吸且使装置内SO₂被C溶液充分吸收反应；
（5）亚硫酸和单质碘之间发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；反应的终点是指示剂淀粉遇到碘单质变蓝的溶液，随反应进行，碘单质反应完后蓝色变为无色；SO₂与H₂O反应是可逆反应，不能反应完全，过程中少量SO₂跑掉，H₂SO₃易被氧化为硫酸都是造成测定结果偏低的原因，改进措施减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂；
故答案为：I₂+H₂SO₃=SO₄^2-+2I^-；无色溶液变蓝色；偏低；SO₂与H₂O反应可逆致少量SO₂跑掉或H₂SO₃易被氧化；减慢通入空气的速度或改用NaOH淀粉溶液吸收SO₂．