Question

7．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）的流程如下：

已知：CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+FeS+SO₂      FeS+2HCl═FeCl₂+H₂S↑   
（1）在實驗室中，應將黃銅礦粉末放在坩堝（填儀器名稱）中焙燒．
（2）將反應過程中產(chǎn)生的SO₂和H₂S通入如圖所示裝置中檢驗它們的性質(zhì)．該實驗證明SO₂具有漂白性和氧化性．

（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裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O．
②按氣流方向由左到右，導管口連接順序為a→g→h→e→f→b．
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(chǎn)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向濾液A中通入Cl₂，某同學取通入C1₂后的溶液滴加KSCN溶液，用來證明Cl₂的氧化性比Fe³⁺強的結論．該實驗設計是否合理否（填“是”或“否”），請用簡要文字解釋你的理由在通氯氣前濾液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）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(zhì)量分數(shù)是92%（假設各步反應均完全進行且過程中無額外物質(zhì)損耗）．

Answer 1

分析 本題是實驗室里用黃銅礦為原料制取單質(zhì)銅和鐵紅（Fe₂O₃）的流程，涉及SO₂的氧化性和還原性的檢驗，裝置的連接及氣密性的檢驗，還探究了如何證明鐵紅Fe₂O₃樣品中含有FeO的實驗設計，可借鑒Fe³⁺的檢驗及Fe²⁺與Fe³⁺的轉化來實驗，
（1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)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；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a連接g、h，通過飽和食鹽水除去HCl、繼續(xù)連接e、f，通過濃硫酸，除去H₂O，再連接b，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(chǎn)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(jù)Fe元素守恒可得：2CuFeS₂～Fe₂O₃，以此計算該黃銅礦中含CuFeS₂的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）固體的焙燒在坩堝內(nèi)進行，
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與濃鹽酸反應生成Cl₂、MnCl₂、H₂O，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑2H₂O；
②生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a連接g、h，通過飽和食鹽水除去HCl、繼續(xù)連接e、f，通過濃硫酸，除去H₂O，再連接b，即可收集純凈、干燥的氯氣，所以連接順序為g→h→e→f→b，
故答案為：g→h→e→f→b；
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(chǎn)生氣泡，停止加熱，導管中有一段水柱形成，說明裝置不漏氣，
故答案為：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(chǎn)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，
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)量分數(shù)=$\frac{8g×368}{20g×160}$×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)的理解應用，化學方程式和離子方程式書寫方法，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．