Question

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS 2 ，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO 2 )，为了

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS 2 ，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO 2 )，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验： 现称取研细的黄铜矿样品1.150 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe 2 O 3 、FeO和SO 2 气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05000 mol·L -1 标准碘溶液进行滴定，初读数为0.10 mL，末读数如右图所示。（1）冶炼铜的反应为8CuFeS 2 + 21O 2 高温 8Cu + 4FeO + 2Fe 2 O 3 + 16SO 2 ，若CuFeS 2 中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是 （填元素符号）。 （2）装置a的作用是 。 A．有利于空气中氧气充分反应 B．除去空气中的水蒸气 C．有利于气体混合 D．有利于观察空气流速 （3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是 。（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为 mL。用化学方程式表示滴定的原理： 。（5）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为 。

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Answer 1

（1）Cu、O （2分）； （2）BD （2分）；（3）将系统装置中SO 2 全部排入d中充分吸收（2分） （4）20.00 （2分）；I 2 + SO 2 + 2H 2 O ＝H 2 SO 4 + 2HI（3分） （5）80.00%（3分）

试题分析：（1）若CuFeS 2 中Fe的化合价为＋2，则铜元素和硫元素的化合价分别为＋2价和－2价。根据化学方程式可知，反应后铜元素化合价降低，氧元素化合价也降低，硫元素化合价升高，铁元素化合价部分升高，因此反应中被还原的元素是Cu和O。 （2）由于空气中含有水蒸气，因此浓硫酸的作用是干燥空气。另外通过观察a装置中气泡可以控制气体的流速以便于控制反应，故答案为BD。 （3）由于装置还含有未被吸收的SO 2 ，因此继续投入空气的目的是将系统装置中SO 2 全部排入d中充分吸收。 （4）根据滴定管的液面可知，读数是20.10ml，因此实际消耗标准液的体积为20.10ml－0.10ml＝20.00ml。二氧化硫具有还原性，能被碘氧化生成 硫酸，反应的离子方程式为I 2 + SO 2 + 2H 2 O ＝H 2 SO 4 + 2HI。 （5）消耗标准碘的物质的量＝0.05000 mol·L -1 ×0.02000L＝0.001000mol，所以根据方程式可知参加反应的二氧化硫的物质的量是0.001000mol，则样品产生的二氧化硫的物质的量是0.001000mol×10＝0. 01000mol。因此根据方程式可知CuFeS 2 的物质的量是0.005ml，质量是0.005ml×184g/mol＝0.92g，因此该黄铜矿的纯度为 ×100%＝80.00%