Question

【题目】某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水硫酸铜。

已知Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示：

请回答下列问题：

(1)在整个实验过程中，下列实验装置不可能用到的是________(填序号)。

(2)溶液A中所含溶质为________；物质X应选用________(填序号)。

①氯水　　②双氧水　　③铁粉　　④高锰酸钾

(3)从溶液C中制取硫酸铜晶体的实验操作为______________________________。

(4)用“间接碘量法”可以测定溶液A(不含能与I－发生反应的杂质)中Cu2＋的浓度。过程如下：

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：取稀释后溶液20.00 mL于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应生成白色沉淀与碘单质。

第三步：以淀粉溶液为指示剂，用0.050 00 mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定，前后共测定三次，达到滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下表：(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)

滴定次数	第一次	第二次	第三次
滴定前读数(mL)	0.10	0.36	1.10
滴定后读数(mL)	20.12	20.34	22.12

①CuSO4溶液与KI的反应的离子方程式为______________________________。

②滴定中，Na2S2O3标准溶液应放在________(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)中，滴定终点的现象是______________________________。

③溶液A中c(Cu2＋)＝________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 ①③ CuSO4、FeSO4、H2SO4 ② 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 碱式滴定管 最后一滴标准液滴入，溶液由蓝色变为无色，振荡，半分钟内溶液无明显变化 0.5000

【解析】 (1)在整个实验过程中，实验中用到的化学操作有称量、过滤和蒸发，灼烧，没有制取气体、分液操作；正确选项①③。

(2) 氧化铜和氧化亚铁分别与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，又硫酸过量，则溶质A的主要成分为：CuSO4、FeSO4、H2SO4；根据实验流程可以知道,测量氧化铜含量,需要获得纯净的硫酸铜晶体，应该先除去亚杂质铁离子、铁离子，因为亚铁离子完全沉淀的pH=9.6, 此时铜离子也完全沉淀,而铁离子完全沉淀的pH=3.7, 此时铜离子没有生成沉淀,所以应该加入X将亚铁离子氧化成铁离子,并且选用的氧化剂不能引进杂质离子,不能产生污染大气的气体,所以应该选用②双氧水，符合要求；铁粉具有还原性，氯水、高锰酸钾具有氧化性，但引入新的杂质；正确答案：CuSO4、FeSO4、H2SO4 ；②。

(3)通过对硫酸铜溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可以得到硫酸铜晶体；正确答案：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（4）①CuSO4与KI反应生成碘单质、碘化亚铜、硫酸钾，离子反应为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；正确答案：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。

②Na2S2O3属于强碱弱酸盐，溶液呈碱性，应用碱式滴定管盛放；淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点；正确答案：碱式滴定管 ；最后一滴标准液滴入，溶液由蓝色变为无色，振荡，半分钟内溶液无明显变化。

③三次滴定消耗的标准液的体积分别为：(20.12-0.10)mL=20.02mL、(20.34-0.36)mL=19.98mL、(22.12-1.10)mL=21.02mL，前两组数据有效，所以平均体积为：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，取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中，所以c(Cu2+)=[0.05×0.02×5]/0.01=0.5000 mol/L；正确答案：0.5000。