Question

(19分)黃銅礦的主要成分是CuFeS₂(硫元素顯價，鐵元素顯+2價)。實驗室里用黃銅礦為原料制取單質銅和鐵紅(Fe₂O₃)的流程如下：

已知：
   ₌
（1）在實驗室中，應將黃銅礦粉末放在__________(填儀器名稱)中焙燒。
（2）將反應過程中產生的SO₂和H₂S通入下圖所示裝置中檢驗它們的性質。該實驗證明SO₂具有_________性和__________性。

（3）欲選用下列部分裝置在實驗室中以MnO₂和濃鹽酸為原料制取純凈、干燥的氯氣。

①圓底燒瓶中發生反應的離子方程式為_________________________________________。
②按氣流方向由左到右，導管口連接順序為a→__________________________________。
③裝置連接好后，在裝藥品前，需檢驗裝置的氣密性，具體方法是__________________。
④向濾液A中通入C1₂，某同學取通入C1₂后的溶液滴加KSCN溶液，用來證明C1₂的氧化性比Fe³⁺強的結論。該實驗設計是否合理________(填“是”或“否”)，請用簡要文字解釋你的理由_____________________________________________________________。
（4）若使用20 g黃銅礦粉末可制得8 gFe₂O₃(鐵紅)，則該黃銅礦中含CuFeS₂的質量分數是________ (假設各步反應均完全進行且過程中無額外物質損耗)。

Answer 1

（19分）
（1）坩堝（2分）
（2）漂白（2分）；氧化（2分）
（3）①MnO₂+4H⁺+2Cl?Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O（3分）②b→c→g→h→d（2分）
③關閉分液漏斗的活塞，將導管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導管末端產生氣泡，停止加熱，導管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣。（3分）
④否（1分），在通氯氣前濾液A中就可能含有Fe³⁺，無法確定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得來的。（2分）
（4）92%（2分）

試題分析：（1）固體的焙燒在坩堝內進行。
（2）SO₂通入品紅溶液，證明SO₂具有漂白性；SO₂通入H₂S溶液，生成S淡黃色沉淀，證明SO₂具有氧化性。
（3）①MnO₂與濃鹽酸反應生成Cl₂、MnCl₂、H₂O。離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl?Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a連接b、c，通過飽和食鹽水除去HCl、繼續連接g、h，通過濃硫酸，除去H₂O，再連接d，即可收集純凈、干燥的氯氣。
③利用加熱氣體膨脹的原理進行裝置氣密性的檢驗，所以檢驗方法為：關閉分液漏斗的活塞，將導管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導管末端產生氣泡，停止加熱，導管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣。
④因為該檢驗方法是先通入氯氣，再滴加KSCN溶液，在通氯氣前濾液A中就可能含有Fe³⁺，無法確定Fe³⁺一定是Fe²⁺被Cl₂氧化得來的，所以該實驗設計不合理。
（4）根據Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～ Fe₂O₃，所以該黃銅礦中含CuFeS₂的質量分數=8g×368/160÷20g×100%=92%