Question

【题目】废弃物的综合利用有利于节约资源、保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)制备ZnSO4·7H2O和CuSO4·5H2O的部分实验步骤如下：

(1)在“溶解I”步骤中，为加快溶解速率，可采取的措施是___________、____________。

(2) 从“滤液I”中提取ZnSO4·7H2O的实验步骤依次为__________、__________、过滤、冰水洗涤、低温干燥。

(3)在“溶解II”步骤中，发生反应的离子方程式为____________________________。

(4)为测定产品中CuSO4·5H2O的纯度，称取1.270g样品，溶于稀硫酸并稀释至250mL，取出25.00mL溶液于锥形瓶中，加入过量的KI溶液充分反应，再向其中逐滴加入0.02000mol·L－1Na2S2O3溶液至刚好完全反应，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。已知：2Cu2＋+4I－===2CuI(白色)↓+I2， 2S2O32-+I2===2I－+S4O62- 请依据实验数据计算样品中CuSO4·5H2O的质量分数(写出计算过程)_______________________。

Answer 1

【答案】加热、搅拌 将铜帽粉碎、适当提高硫酸浓度等 蒸发浓缩 冷却结晶 Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O 98.43﹪

【解析】

铜和锌混合物加入硫酸，锌溶解，过滤后硫酸锌进入滤液中，过滤后的铜与过氧化氢和硫酸反应生成硫酸铜，再结晶得到硫酸铜晶体。

(1)加快溶解速率，可采取的措施是加热、搅拌或将铜帽粉碎或适当提高硫酸浓度等。

(2) 从“滤液I”中提取ZnSO4·7H2O应采用重结晶的方法，实验步骤依次为蒸发浓缩 、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥。

(3)在“溶解II”步骤中，铜和过氧化氢和硫酸反应生成硫酸铜和水，发生反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O。

(4)根据反应中的关系得到关系式，根据物质的量比例进行计算即可，

n(Na2S2O3) = 0.02500L ×0.02000mol·L-1 = 5.000×10-4 mol

根据关系式 2Cu2＋～I2 ～ 2S2O32－

n(CuSO4)= n(Na2S2O3)= 5.000×10-4 mol

250mL溶液中n(CuSO4)=10×5.000×10-4 mol = 5.000×10-3 mol

m(CuSO4·5H2O) = 5.000×10-3 mol×250g·mol -1 = 1.250 g

样品中CuSO4·5H2O的质量分数为1.250 g ÷ 1.270 g = 0.9843 =98.43﹪