Question

【題目】某化學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)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)在整個實驗過程中，下列實驗裝置不可能用到的是________(填序號)。

(2)溶液A中所含溶質為________；物質X應選用________(填序號)。

①氯水　　②雙氧水　　③鐵粉　　④高錳酸鉀

(3)從溶液C中制取硫酸銅晶體的實驗操作為______________________________。

(4)用“間接碘量法”可以測定溶液A(不含能與I－發生反應的雜質)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，充分反應生成白色沉淀與碘單質。

第三步：以淀粉溶液為指示劑，用0.050 00 mol·L－1的Na2S2O3標準溶液滴定，前后共測定三次，達到滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液的體積如下表：(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)

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

①CuSO4溶液與KI的反應的離子方程式為______________________________。

②滴定中，Na2S2O3標準溶液應放在________(填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”)中，滴定終點的現象是______________________________。

③溶液A中c(Cu2＋)＝________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 ①③ CuSO4、FeSO4、H2SO4 ② 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾 2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 堿式滴定管 最后一滴標準液滴入，溶液由藍色變為無色，振蕩，半分鐘內溶液無明顯變化 0.5000

【解析】 (1)在整個實驗過程中，實驗中用到的化學操作有稱量、過濾和蒸發，灼燒，沒有制取氣體、分液操作；正確選項①③。

(2) 氧化銅和氧化亞鐵分別與硫酸反應生成硫酸銅和硫酸亞鐵，又硫酸過量，則溶質A的主要成分為：CuSO4、FeSO4、H2SO4；根據實驗流程可以知道,測量氧化銅含量,需要獲得純凈的硫酸銅晶體，應該先除去亞雜質鐵離子、鐵離子，因為亞鐵離子完全沉淀的pH=9.6, 此時銅離子也完全沉淀,而鐵離子完全沉淀的pH=3.7, 此時銅離子沒有生成沉淀,所以應該加入X將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進雜質離子,不能產生污染大氣的氣體,所以應該選用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；正確答案：CuSO4、FeSO4、H2SO4 ；②。

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

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

②Na2S2O3屬于強堿弱酸鹽，溶液呈堿性，應用堿式滴定管盛放；淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na2S2O3溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達終點；正確答案：堿式滴定管 ；最后一滴標準液滴入，溶液由藍色變為無色，振蕩，半分鐘內溶液無明顯變化。

③三次滴定消耗的標準液的體積分別為：(20.12-0.10)mL=20.02mL、(20.34-0.36)mL=19.98mL、(22.12-1.10)mL=21.02mL，前兩組數據有效，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。