硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）常用作印染行业的媒染剂，农业和渔业的杀虫剂、工业镀铜等．物质制备某兴趣小组同学查找到以辉铜矿（主要成分是硫化亚铜，化学式为Cu2S）为主要原料制备

Question

硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）常用作印染行业的媒染剂，农业和渔业的杀虫剂、工业镀铜等．
【物质制备】某兴趣小组同学查找到以辉铜矿（主要成分是硫化亚铜，化学式为Cu₂S）为主要原料制备硫酸铜晶体的工业生产过程：
【资料Ⅰ】硫化亚铜（Cu₂S）能与空气中的氧气反应生成氧化铜和二氧化硫气体．

（1）Cu₂S中铜元素的化合价为___．
（2）焙烧过程中将辉铜矿研成粉末的目的是___．焙烧过程中发生反应的化学方程式是___．
（3）上述“酸溶”过程中发生反应的化学方程式是___．
上述流程中产生的SO₂气体和水、氧气反应，可用于工业上生产硫酸．此反应的化学方程式为___．
【含量测定】该兴趣小组的同学为测定某辉铜矿中硫化亚铜（Cu₂S）的含量进行了如下的实验探究．（假设辉铜矿中杂质不反应，每步反应均完全，不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）
甲、乙二个实验小组均设计了下列装置，称取了5g辉铜矿样品，将样品研碎后放入如图2所示的硬质玻璃管中，从A处不断地缓缓通入空气，高温灼烧玻璃管中的辉铜矿样品至反应完全并继续缓缓通入一段时间的空气．
甲组同学仅称量了上述实验所需要的相关装置质量后即完成了测定．
乙组同学则在上述反应结束后，将C瓶中的溶液进行了如图3处理：
【资料Ⅱ】亚硫酸钠（Na₂SO₃）与过氧化氢反应能生成硫酸钠和水．
【问题讨论】
（4）上述装置中A瓶内所盛的试剂是NaOH 溶液，其作用是___．此反应的化学方程式为___．
气体进入C瓶后，C瓶中发生反应的化学方程式为___．
（5）在已知样品质量的情况下，若甲组同学仅称量了C装置实验前后质量即完成了测定，则D装置的作用是___；若D后还有保护装置，甲组同学称量了C、D装置实验前后质量才完成了测定，则D装置的作用是___．
（6）乙组同学的实验过程中必须对滤渣进行洗涤，证明滤渣洗净所用试剂是___溶液，若缺少洗涤操作则会使测得的硫化亚铜的含量___（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（7）乙组同学通过最终得到的硫酸钡固体质量也能计算该辉铜矿中硫化亚铜（Cu₂S）的质量分数，请你写出计算过程（假设辉铜矿中只有Cu₂S含有S元素，且转化过程中无硫元素的损失）．
（8）甲组同学仅利用反应前后C装置的质量变化也计算出了硫化亚铜（Cu₂S）的质量分数，可是发现结果比乙组偏小，其原因可能是___．

Answer 1

（1）硫化亚铜中硫的化合价是-2价，设铜元素的化合价为x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，则2x+（-2）=0，解得x=+1．故填：+1；
（2）加工成粉末增大反应物之间的接触面，加快反应速率（或使反应充分）；硫化亚铜（Cu₂S）能与空气中的氧气反应生成氧化铜和二氧化硫气体；故填：增大反应物之间的接触面，加快反应速率；Cu₂S+2O₂(高温.)/()2CuO+SO₂；
（3）氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；二氧化硫与水、氧气反应生成硫酸，故填：CuO+H₂SO₄=H₂O+CuSO₄；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；
（4）通过分析可知，A瓶氢氧化钠溶液的作用是除去空气中的二氧化碳，C瓶中氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，故填：吸收空气中的CO₂，防止测得SO₂的质量偏大；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O；
（5）D装置能防止空气中的二氧化碳进入C装置，D后还有保护装置，则D装置是为了吸收从C中带出的水蒸气，故填：防止空气中的二氧化碳进入C装置；吸收水分；
（6）乙组的实验过程中洗涤滤渣的目的是：除去沉淀表面的可溶性杂质，若未洗涤就直接烘干称量，则会使测定结果偏大；故填：H₂SO₄；偏大；
（7）由题干信息可知，亚硫酸钠（Na₂SO₃）与过氧化氢反应能生成硫酸钠，硫酸钠与氯化钡溶液反应：Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl，由质量守恒定律可知，此过程中硫元素的质量不变，那么4.66g硫酸钡中含硫元素的质量为4.66g×(32)/(233)×100%=0.64g．硫化亚铜的质量为0.64g÷(32)/(160)×100%=3.2g，该辉铜矿中硫化亚铜（Cu₂S）的质量分数：(3.2g)/(5g)×100%=64%；故填：64%；
（8）当气体从装置C中出来时，可能会带出少量的水蒸气，而导致质量减少，故填：气体可能从C装置中带出一部分水分．