题目
题型:不详难度:来源:
(1)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2。
①测得某黄铜矿(CuFeS2)中含硫20%(质量分数),求该矿石含铜的质量分数。
②现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:称取
研细的黄铜矿样品1.150g,在空气中进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,用100 mL滴有淀粉的
蒸馏水全部吸收SO2,然后取10mL吸收液,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,用去标准碘溶液的体
积为20.00mL。求该黄铜矿的纯度。
(2)将FeS和Fe2O3的混和物56.6 g,用足量稀H2SO4溶解后可得3.2 g硫,原混和物中FeS的质量。
(3)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知:SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧
化钠溶液吸收。利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解。若无水硫酸铜粉末质量为10.0 g,
完全分解后,各装置的质量变化关系如下表所示。
装置 | A(试管+粉末) | B | C |
反应前 | 42.0 g | 75.0 g | 140.0 g |
反应后 | 37.0 g | 79.0 g | 140.5 g |
请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式。
(4)硫化钠是用于皮革的重要化学试剂,可用无水Na2SO4与炭粉在高温下反应制得,化学方程式如下:
①Na2SO4 + 4CNa2S + 4CO↑ ②Na2SO4 + 4CONa2S + 4CO2
a.若在反应过程中,产生CO和CO2混合气体为2mol,求生成Na2S的物质的量。
b.硫化钠晶体放置在空气中,会缓慢氧化成Na2SO3,甚至是Na2SO4,现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中,加入足量盐酸后,过滤得4.8g沉淀和1.12L H2S 气体(标准状况,假设溶液中气体全部逸出),在滤液中加入足量的BaCl2后过滤得2.33g沉淀,分析该硫化钠样品的成分及其物质的量。
答案
(2)8.8 g ;40.6g (各2分,共4分)
(3)4CuSO44CuO + 2SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑ (2分)
(4) a.0.5 < n(Na2S)<1 (2分)
b.n(Na2S)="0.15" mol ;n(Na2SO3)="0.05" mol ;n(Na2SO4)="0.01" mol
n(H2O)="1.35" mol (合理即给分。各1分,共4分)
解析
试题分析:(1)①根据化学式CuFeS2可知,该化合物中铜和硫的质量之比是64:64=1:1,所以该矿石含铜的质量分数等于硫的质量分数,都是20%。
②消耗单质碘的物质的量是0.05mol/L×0.020mol/L=0.0010mol,则根据方程式I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI可知,10ml溶液中含有SO2的物质的量是0.010mol,所以生成的SO2的物质的量是0.0010mol×=0.0100mol,所以根据硫原子守恒可知,CuFeS2的物质的量是0.0100mol÷2=0.0050mol,其质量=0.0050mol×184g/mol=0.82g,所以该黄铜矿的纯度×80%=80%。
(2)生成单质S的物质的量是3.2g÷32g/mol=0.1mol。反应中如果铁离子不足,则根据关系式2Fe3+~S可知,铁离子的物质的量是0.2mol,因此氧化铁的物质的量是0.1mol,其中质量是160g/mol×0.1mol=16g,因此FeS的质量是56.6g-16g=40.6g;如果反应中铁离子过量,则根据硫原子守恒可知,FeS的物质的量是0.1mol,质量是0.1mol×88g/mol=8.8g。
(3)硫酸铜的物质的量=10.0g÷160g/mol=0.0625mol。试管A的质量是42.0g-10.0g=32.0g,所以反应后生成的氧化铜的质量是37.0g-32.0g=5.0g,物质的量是5.0g÷80g/mol=0.0625mol。则生成物SO2、三氧化硫和氧气质量之和是10.0g-5.0g=5.0g。B和C装置是吸收SO2和三氧化硫的,因此二者的质量之和是4.5g,所以氧气的质量是5.0g-4.5g=0.5g,其物质的量是0.5g÷32g/mol= 0.015625mol。设SO2和三氧化硫的物质的量分别是x和y,则x+y=0.0625mol、64x+80y=4.5g,解得x=y=0.03125mol,所以氧化铜、SO2、三氧化硫和氧气的物质的量之比是4:2:2:1,因此该反应的化学方程式是4CuSO44CuO + 2SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑。
(4)a.若反应中生成的气体只有CO,则根据反应①可知,生成的硫化钠物质的量=2mol÷4=0.5mol;若反应中生成的气体只有CO2,则根据反应①②可知Na2SO4 + 2CNa2S + 2CO2↑,所以生成的硫化钠物质的量=2mol÷2=1mol,因此硫化钠的物质的量是0.5 < n(Na2S)<1。
b.在滤液中加入足量的BaCl2后过滤得2.33g沉淀,该白色沉淀是硫酸钡,其物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol,因此根据原子守恒可知,硫酸钠的物质的量是0.01mol。4.8g沉淀是S,其物质的量是4.8g÷32g/mol=0.15mol,则根据方程式2Na2S+Na2SO3+6HCl=6NaCl+3S↓+3H2O可知,硫化钠和亚硫酸钠的物质的量分别是0.10mol和0.05mol。1.12L H2S 气体的物质的量=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,所以根据方程式Na2S+2HCl=6NaCl+H2S↑可知,硫化钠的物质的量=0.05mol,因此硫化钠的物质的量共计=0.15mol。因此结晶水的质量=43.72g-0.15mol×78g/mol-0.05mol×126g/mol-0.01mol×142g/mol=24.3g,所以结晶水的物质的量=24.3g÷18g/mol=1.35mol。
核心考点
试题【含有硫的化合物在工业生产中应用广泛,回答下列问题:(1)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2。①测得某黄铜矿(CuFeS2)中含硫20%(质量分】;主要考察你对物质的量等知识点的理解。[详细]
举一反三
分析上述图形,下列说法不正确的是
A.OC段离子反应方程式:H+十OH-=H2O |
B.溶液中结合OH-能力最强的离子是H+,最弱的离子是Al3+ |
C.溶液中n(NH4+)=0.012mol |
D.欲测定F点沉淀的质量,实验步骤是:过滤、洗涤、干燥、称量 |
A.若a:b<1:2,则0~a段发生的离子反应为:CO32-+H+= HCO3- |
B.若a:b>l:2,且b="20" mL,则原NaOH溶液的浓度为0.02 mol/L |
C.若a:b=1:2,则溶液X中离子浓度满足:c(H+)+c(HCO3-)=c(OH-)-c(H2CO3) |
D.a:b为任意值时,溶液X中离子浓度均满足:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) |
A.1.7gOH-离子中含有的电子数目为NA |
B.常温、常压下,22.4L氧气中含氧原子数目为2NA |
C.常温下,0.1molC2H4分子中含共价键数目为0.5 NA |
D.含1molH2SO4的浓硫酸和足量的铜反应转移电子数为NA |
A.1mol BrCl与H2O完全反应生成氯化氢和次溴酸,转移电子数为NA |
B.锌与一定浓度的浓硫酸反应,产生标准状况下SO2和H2的混合气体22.4L时,锌失去电子数为2NA |
C.1mol CO2分子中,σ键和π键的个数都是2NA |
D.常温常压下,14克乙烯、丙烯和丁烯的混合气体中氢原子数为2NA |
A.20mL 10 mol/L浓硫酸或浓硝酸与足量铜加热反应转移电子数均为0.2NA |
B.0.1mol的白磷(P4)或甲烷中所含的共价键数均为0.4NA |
C.标准状况下,2.24LCl2通人足量H2O或NaOH溶液中转移的电子数均为0.1NA |
D.在精炼铜或电镀铜的过程中,当阴极析出铜32g转移电子数均为NA |
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