Question

黃銅礦的主要成分是CuFeS₂（硫元素顯-2價，鐵元素顯+2價）．實驗室里用黃銅礦為原料制取單質(zhì)銅和鐵紅（Fe₂O₃）的流程如圖1：
已知：CuFeS₂+O₂

高溫  .

Cu+FeS+SO₂ ；FeS+2HCl═FeCl₂+H₂S↑   
（1）在實驗室中，應(yīng)將黃銅礦粉末放在

 

（填儀器名稱）中焙燒．
（2）將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的SO₂和H₂S通入如圖2所示裝置中檢驗它們的性質(zhì)．該實驗證明SO₂具有

 

性和

 

性．
（3）欲選用如下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(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②按氣流方向由左到右，導(dǎo)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Cl₂，某同學(xué)取通入Cl₂后的溶液滴加KSCN溶液，用來證明Cl₂的氧化性比Fe³⁺強的結(jié)論．該實驗設(shè)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20g黃銅礦粉末可制得8g Fe₂O₃（鐵紅），則該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

 （假設(shè)各步反應(yīng)均完全進(jìn)行且過程中無額外物質(zhì)損耗）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)進(jìn)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(yīng)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(xù)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(jìn)行裝置氣密性的檢驗，所以檢驗方法為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)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(shè)計不合理；
（4）根據(jù)Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，以此計算該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)進(jìn)行；故答案為：坩堝；
（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，故答案為：漂白；氧化；
（3）①MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、MnCl₂、H₂O．離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl?

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O，
故答案為：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(xù)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；
故答案為：b→c→g→h→d；
③利用加熱氣體膨脹的原理進(jìn)行裝置氣密性的檢驗，所以檢驗方法為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)管插入水中，微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止加熱，導(dǎo)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(shè)計不合理，
故答案為：否；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；
（4）根據(jù)Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，所以該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

8g×368

20g×160

×100%=92%，故答案為：92%．

點評：本題考查了物質(zhì)制備過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，化學(xué)方程式和離子方程式書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．