Question

【題目】某化學(xué)活動小組按下圖所示流程由粗氧化銅樣品(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))制取無水硫酸銅。

已知Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋三種離子在水溶液中形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下圖所示：

請回答下列問題：

(1)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)裝置不可能用到的是________(填序號)。

(2)溶液A中所含溶質(zhì)為________；物質(zhì)X應(yīng)選用________(填序號)。

①氯水　　②雙氧水　�、坭F粉　　④高錳酸鉀

(3)從溶液C中制取硫酸銅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為______________________________。

(4)用“間接碘量法”可以測定溶液A(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的雜質(zhì))中Cu2＋的濃度。過程如下：

第一步：移取10.00 mL溶液A于100 mL容量瓶中，加水定容至100 mL。

第二步：取稀釋后溶液20.00 mL于錐形瓶中，加入過量KI固體，充分反應(yīng)生成白色沉淀與碘單質(zhì)。

第三步：以淀粉溶液為指示劑，用0.050 00 mol·L－1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，前后共測定三次，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積如下表：(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)

滴定次數(shù)	第一次	第二次	第三次
滴定前讀數(shù)(mL)	0.10	0.36	1.10
滴定后讀數(shù)(mL)	20.12	20.34	22.12

①CuSO4溶液與KI的反應(yīng)的離子方程式為______________________________。

②滴定中，Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)放在________(填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”)中，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________________________。

③溶液A中c(Cu2＋)＝________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 ①③ CuSO4、FeSO4、H2SO4 ② 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2 堿式滴定管 最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，振蕩，半分鐘內(nèi)溶液無明顯變化 0.5000

【解析】 (1)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)中用到的化學(xué)操作有稱量、過濾和蒸發(fā)，灼燒，沒有制取氣體、分液操作；正確選項(xiàng)①③。

(2) 氧化銅和氧化亞鐵分別與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和硫酸亞鐵，又硫酸過量，則溶質(zhì)A的主要成分為：CuSO4、FeSO4、H2SO4；根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可以知道,測量氧化銅含量,需要獲得純凈的硫酸銅晶體，應(yīng)該先除去亞雜質(zhì)鐵離子、鐵離子，因?yàn)閬嗚F離子完全沉淀的pH=9.6, 此時(shí)銅離子也完全沉淀,而鐵離子完全沉淀的pH=3.7, 此時(shí)銅離子沒有生成沉淀,所以應(yīng)該加入X將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進(jìn)雜質(zhì)離子,不能產(chǎn)生污染大氣的氣體,所以應(yīng)該選用②雙氧水，符合要求；鐵粉具有還原性，氯水、高錳酸鉀具有氧化性，但引入新的雜質(zhì)；正確答案：CuSO4、FeSO4、H2SO4 ；②。

(3)通過對硫酸銅溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可以得到硫酸銅晶體；正確答案：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。

（4）①CuSO4與KI反應(yīng)生成碘單質(zhì)、碘化亞銅、硫酸鉀，離子反應(yīng)為2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；正確答案：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。

②Na2S2O3屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈堿性，應(yīng)用堿式滴定管盛放；淀粉溶液為指示劑，當(dāng)最后一滴Na2S2O3溶液滴入時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達(dá)終點(diǎn)；正確答案：堿式滴定管 ；最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，振蕩，半分鐘內(nèi)溶液無明顯變化。

③三次滴定消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積分別為：(20.12-0.10)mL=20.02mL、(20.34-0.36)mL=19.98mL、(22.12-1.10)mL=21.02mL，前兩組數(shù)據(jù)有效，所以平均體積為：20.00mL，由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可知，Cu2+～S2O32-，因移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶，加水定容至100mL，取稀釋后試液20.00mL于錐形瓶中，所以c(Cu2+)=[0.05×0.02×5]/0.01=0.5000 mol/L；正確答案：0.5000。