Question

CuSO₄溶液与K₂C₂O₄溶液混合生成一种蓝色钾盐水合物K_aCu_b（C₂O₄）_c?nH₂O．通过下述实验确定该晶体的组成．
步骤a：称取0.6720g样品，放入锥形瓶，加入适量2mol?L^-1稀硫酸，微热使样品溶解．再加入30mL水加热，用0.2000mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至终点，消耗8.00mL KMnO₄溶液．有关反应：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑
步骤b：接着将溶液充分加热．冷却后，调节pH并加入过量的KI固体，溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI．用0.2500mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗8.00mL Na₂S₂O₃溶液．滴定时反应为：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
（1）步骤b中生成白色沉淀的离子方程式：

 

．
（2）步骤b中“将溶液充分加热”的目的是

 

．
（3）请完成下列确定样品组成的计算过程．
①计算样品中n （C₂O₄^2-）（写出计算过程）
②计算样品中n （Cu²⁺）  （写出计算过程）
③根据

 

原理可求出n （K⁺），再依据

 

原理求得n （H₂O）
④该样品晶体的化学式为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）由Cu²⁺→CuI～e^-，2I^-→I₂～2e^-，结合原子守恒和电荷守恒配平得到；
（2）MnO₄^-与C₂O₄^2-发生氧化还原反应，加热可使二者反应充分，防止MnO₄^-对后面的实验干扰；
（3）①由关系式2MnO₄^-～5C₂O₄^2-，
               2         5
        0.2×8×10^-3moln （C₂O₄^2-）
②由关系式2S₂O₃^2-～I₂ ～2Cu²⁺，
           2              2
0.25×8×10^-3mol          n （Cu²⁺）
③电荷守恒式：n（K⁺）+2n（Cu²⁺）=2n（ C₂O₄^2-），将n （Cu²⁺）=2×10^-3mol，n （C₂O₄^2-）=4×10^-3mol带入，解得n（K⁺）=4×10^-3mol；质量守恒计算得到：m（H₂O）=m（样品）-m （K⁺）-m（Cu²⁺）-m（ C₂O₄^2-）；
④m（H₂O）=0.6720g-4×10^-3mol×39g?mol^-1-2×10^-3mol×64g?mol^-1-4×10^-3mol×88 g?mol^-1=0.036g，n（H₂O）=

0.036g

18g/mol

=0.002 mol，
即n（K⁺）：n（Cu²⁺）：n（ C₂O₄^2-）：n（H₂O）=2：1：2：1，得到化学式．

解答： 解：（1）由Cu²⁺→CuI～e^-，2I^-→I₂～2e^-，结合原子守恒和电荷守恒配平得到：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，故答案为：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
（2）MnO₄^-与C₂O₄^2-发生氧化还原反应，加热可使二者反应充分，防止MnO₄^-对后面的实验干扰，故答案为：除去微量的MnO₄^-，以免影响实验结果的测定；
（3）①由关系式2MnO₄^-～5C₂O₄^2-，
               2         5
        0.2×8×10^-3moln （C₂O₄^2-）
n （C₂O₄^2-）=

5

2

n （MnO₄^-）=0.2×8×10^-3mol=4×10^-3mol；
答：样品中C₂O₄^2-物质的量为：4×10^-3mol；
②由关系式2S₂O₃^2-～I₂ ～2Cu²⁺，
           2              2
0.25×8×10^-3mol          n （Cu²⁺）
n （Cu²⁺）=n （S₂O₃^2-）=0.25×8×10^-3mol=2×10^-3mol；
答：样品中Cu²⁺物质的量为2×10^-3mol；
③电荷守恒式：n（K⁺）+2n（Cu²⁺）=2n（ C₂O₄^2-），将n （Cu²⁺）=2×10^-3mol，n （C₂O₄^2-）=4×10^-3mol带入，解得n（K⁺）=4×10^-3mol；质量守恒计算得到：m（H₂O）=m（样品）-m （K⁺）-m（Cu²⁺）-m（ C₂O₄^2-）；
故答案为：电荷守恒；质量守恒；
④m（H₂O）=0.6720g-4×10^-3mol×39g?mol^-1-2×10^-3mol×64g?mol^-1-4×10^-3mol×88 g?mol^-1=0.036g
n（H₂O）=

0.036g

18g/mol

=0.002 mol，
即n（K⁺）：n（Cu²⁺）：n（ C₂O₄^2-）：n（H₂O）=2：1：2：1，
即化学式为：K₂Cu（C₂O₄）₂?H₂O，故答案为：K₂Cu（C₂O₄）₂?H₂O．

点评：本题考查了物质组成的分析判断，物质性质的理解应用，实验测定方法和实验设计的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．