黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料,其主要成分為CuFeS2,現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含少量脈石SiO2),為了測定該黃銅礦的純度,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
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現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.15Og,在空氣存在下進(jìn)行煅燒,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2氣體,實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的
1
10
置于錐形瓶中,用0.O5mo1/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定,初讀數(shù)為0.00mL,末讀數(shù)如圖2所示.
(1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2+21O2
 高溫 
.
 
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為+2,反應(yīng)中被還原的元素是
 
(填元素符號);稱量樣品所用的儀器為
 

(2)裝置a的作用是
 

A.有利于空氣中氧氣充分反應(yīng)           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
(3)上述反應(yīng)結(jié)束后,仍需通一段時(shí)間的空氣,其目的是
 

(4)滴定時(shí),標(biāo)準(zhǔn)碘溶液所耗體積為
 
 mL.用化學(xué)方程式表示滴定的原理:
 

(5)通過計(jì)算可知,該黃銅礦的純度為
 

(6)工業(yè)上利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、AI2O3)可制備Fe2O3.選用提供的試劑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO.提供的試劑:稀鹽酸,稀硫酸,KSCN溶液,KMnO4溶液,NaOH溶液,碘水,所選試劑為
 
.證明爐渣中含F(xiàn)eO有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:
 
分析:(1)依據(jù)化學(xué)方程式中元素化合價(jià)變化分析,元素化合價(jià)降低的被還原,根據(jù)稱量黃銅礦樣品1.150g,選擇精確度較高的儀器;
(2)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;
(3)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫應(yīng)該盡可能的被d裝置吸收;
(4)根據(jù)滴定管的讀數(shù)方法讀出消耗碘溶液的體積,反應(yīng)原理是碘單質(zhì)氧化二氧化硫生成硫酸和碘化氫;
(5)先找出黃銅礦和二氧化硫及碘單質(zhì)的關(guān)系式CuFeS2~2SO2~2I2,再根據(jù)題中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算;
(6)若Fe2O3中含有FeO,利用稀酸(非氧化性)溶解后生成的亞鐵離子,則具有還原性,而給出的試劑中KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,可利用KMnO4溶液褪色來證明.
解答:解:(1)反應(yīng)為8CuFeS2+21O2
 高溫 
.
 
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中,元素化合價(jià)降低的為銅元素化合價(jià)從+2價(jià)變化為0價(jià),氧元素化合價(jià)從0價(jià)變化為-2價(jià),元素化合價(jià)降低做氧化劑被還原;由于稱量黃銅礦樣品1.150g,精確度達(dá)到了千分之一,應(yīng)該選用電子天平進(jìn)行稱量,把黃銅礦樣品研細(xì),可以增大接觸面積,從而提高反應(yīng)速率,并且使黃銅礦充分反應(yīng),
故答案是:Cu、O;電子天平;
(2)裝置a中的濃硫酸可以吸收空氣中的水蒸氣,防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置b中發(fā)生危險(xiǎn),同時(shí)根據(jù)冒出的氣泡的快慢來控制氣體的通入量,
故選BD;
(3)黃銅礦受熱分解生成二氧化硫等一系列產(chǎn)物,分解完畢后仍然需要通入一段時(shí)間的空氣,可以將b、d裝置中的二氧化硫全部排出去,使結(jié)果更加精確,
故答案為:把裝置中的二氧化硫氣體全部吸收;
(4)根據(jù)滴定管的示數(shù)是上方小,下方大,可以讀出滴定管示數(shù)是20.00mL,當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),二氧化硫已經(jīng)被碘單質(zhì)消耗完畢,再滴入一滴碘單質(zhì),遇到淀粉會(huì)變藍(lán),滴定的原理反應(yīng)的化學(xué)方程式為:I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,
故答案為:20.00;I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;
(5)根據(jù)硫原子守恒和電子守恒找出關(guān)系式:CuFeS2~2SO2~2I2,消耗掉0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液20.00mL時(shí),即消耗的碘單質(zhì)的量為:0.05mol/L×0.02L=0.0010mol,所以黃銅礦的質(zhì)量是:0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g,所以其純度是:
0.92g
1.15g
×100%=80%,
故答案為:80%;
(6)若Fe2O3中含有FeO,利用稀酸(非氧化性)溶解后生成的亞鐵離子,則具有還原性,而給出的試劑中KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,可使KMnO4溶液褪色,
則選擇試劑為稀硫酸、KMnO4溶液,操作為取少量固體溶于稀硫酸,然后滴加KMnO4溶液,觀察到溶液使KMnO4溶液褪色,則證明含有FeO,
故答案為:稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液褪色.
點(diǎn)評:本題考查了探究黃銅礦的純度,涉及了儀器選擇、純度計(jì)算等知識(shí),題量較大,充分考查了學(xué)生分析和解決問題的能力,本題難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2008?廣東)銅在自然界存在于多種礦石中,如:
礦石名稱 黃銅礦 斑銅礦 輝銅礦 孔雀石
主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3?Cu(OH)2
①上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是
Cu2S
Cu2S

②工業(yè)上以黃銅礦為原料.采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅.該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S
 高溫 
.
 
6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是
Cu2O,Cu2S
Cu2O,Cu2S

③SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是
二氧化硫是有毒氣體,二氧化硫溶于水后形成酸性溶液,隨雨水降下,就可能形成酸雨
二氧化硫是有毒氣體,二氧化硫溶于水后形成酸性溶液,隨雨水降下,就可能形成酸雨
;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱
硫酸,硫酸銨.
硫酸,硫酸銨.

④黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制.請簡述粗銅電解得到精銅的原理:
粗銅電解得到精銅的原理:電解池中,粗銅作陽極,精銅作陰極,電解質(zhì)為硫酸銅溶液.陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),Cu失去電子,使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u 2+進(jìn)入溶液中Cu-e-═Cu 2+;陰極上發(fā)生還原反應(yīng),Cu 2+得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì),Cu 2++e-═Cu,從而達(dá)到精制Cu的目的.
粗銅電解得到精銅的原理:電解池中,粗銅作陽極,精銅作陰極,電解質(zhì)為硫酸銅溶液.陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),Cu失去電子,使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u 2+進(jìn)入溶液中Cu-e-═Cu 2+;陰極上發(fā)生還原反應(yīng),Cu 2+得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì),Cu 2++e-═Cu,從而達(dá)到精制Cu的目的.

⑤下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是
AD
AD
(填字母).
選項(xiàng) 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷
A 銅綠的主成分是堿酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對;Ⅱ?qū);?/TD>
B 銅表易形成致密的氧化膜 銅容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對;Ⅱ?qū);?/TD>
C 鐵比銅活潑 例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹 Ⅰ對;Ⅱ?qū);?/TD>
D 藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 Ⅰ錯(cuò);Ⅱ?qū);無

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(08年廣東卷)銅在自然界存在于多種礦石中,如:

礦石名稱

黃銅礦

斑銅礦

輝銅礦

孔雀石

主要成分

CuFeS2

Cu5FeS4

Cu2S

CuCO3?Cu(OH)2

請回答下列問題:

(1)上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是     。

(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是     。

(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是     ;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱     

(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的大批量:     。

(5)下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是   (填字母)。

 

選項(xiàng)

陳述Ⅰ

陳述Ⅱ

判斷

A

銅綠的主成分是堿酸銅

可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠

Ⅰ對;Ⅱ 對;有

B

銅表易形成致密的氧化膜

銅容器可以盛放濃硫酸

Ⅰ對;Ⅱ 對;有

C

鐵比銅活潑

例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹

Ⅰ對;Ⅱ 對;有

D

藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化

硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑

Ⅰ錯(cuò);Ⅱ 對;無

 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

銅在自然界存在于多種礦石中,如:

礦石名稱

黃銅礦

斑銅礦

輝銅礦

孔雀石

主要成分

CuFeS2

Cu5FeS4

Cu2S

CuCO3·Cu(OH)2

請回答下列問題:

(1)上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是     

(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是     。

(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是     ;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱     。

(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請寫出粗銅電解得到精銅的電極反應(yīng)式:陽極         ;陰極            

(5)下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是   (填字母)。

選項(xiàng)

陳述Ⅰ

陳述Ⅱ

判斷

A

銅綠的主成分是堿酸銅

可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠

Ⅰ對;Ⅱ?qū);?/p>

B

銅表易形成致密的氧化膜

銅容器可以盛放濃硫酸

Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?/p>

C

鐵比銅活潑

例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹

Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?/p>

D

藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化

硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑

Ⅰ錯(cuò);Ⅱ?qū);無

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(11分)(08年廣東化學(xué)·22)

銅在自然界存在于多種礦石中,如:

礦石名稱

黃銅礦

斑銅礦

輝銅礦

孔雀石

主要成分

CuFeS2

Cu5FeS4

Cu2S

CuCO3·Cu(OH)2

請回答下列問題:

(1)上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是     。

(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是     。

(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是     ;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱     。

(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的原理:     。

(5)下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是   (填字母)。

選項(xiàng)

陳述Ⅰ

陳述Ⅱ

判斷

A

銅綠的主成分是堿酸銅

可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠

Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?/p>

B

銅表易形成致密的氧化膜

銅容器可以盛放濃硫酸

Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?/p>

C

鐵比銅活潑

例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹

Ⅰ對;Ⅱ?qū);?/p>

D

藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化

硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑

Ⅰ錯(cuò);Ⅱ?qū);無

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科目:高中化學(xué) 來源:杭高2010屆高三第二次月考化學(xué)試卷 題型:填空題

(9分)銅在自然界存在于多種礦石中,如:

礦石名稱
黃銅礦
斑銅礦
輝銅礦
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
請回答下列問題:
(1)上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是     
(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是     
(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是     ;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱     
(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請寫出粗銅電解得到精銅的電極反應(yīng)式:陽極        ;陰極            。
(5)下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是   (填字母)。
選項(xiàng)
陳述Ⅰ
陳述Ⅱ
判斷
A
銅綠的主成分是堿酸銅
可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠
Ⅰ對;Ⅱ?qū);?br />
B
銅表易形成致密的氧化膜
銅容器可以盛放濃硫酸
Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?br />
C
鐵比銅活潑
例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹
Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥?br />
D
藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化
硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑
Ⅰ錯(cuò);Ⅱ?qū)Γ粺o
 

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