Question

【题目】某兴趣小组利用废旧电池的铜帽（铜锌总含量约99%）制备了CuSO4·5H2O样品，制备流程如下：

（1）“溶解Ⅱ”过程中，发生反应的离子方程式为___。

（2）“溶解Ⅱ”过程中应控制反应温度，温度不能过高的原因是___。

（3）为测定所得CuSO4·5H2O样品的纯度，兴趣小组进行了如下实验：称取2.540g样品，配制成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入过量KI并充分振荡后，滴加几滴淀粉溶液，再滴入0.0400mol·L－1的Na2S2O3溶液至刚好完全反应，恰好完全反应时消耗Na2S2O3溶液的体积为25.00 mL。实验过程中发生的反应如下：2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2、2S2O32-＋I2＝S4O62-＋2I－

①配制250mL溶液所需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外还有___。

②计算出样品中CuSO4·5H2O的质量分数。___（写出计算过程）

Answer 1

【答案】3Cu＋8H＋＋2NO3-＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 防止硝酸挥发及分解 250mL容量瓶、玻璃棒 98.43%

【解析】

废弃旧电池的铜帽用稀硫酸其中的Zn，经过滤后得到不溶于酸的Cu，再用稀硫酸和稀硝酸溶解Cu，因硝酸具有强氧化性，能在酸性条件下氧化铜生成铜盐，将所得硫酸铜溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，最后过滤、洗涤即可获得CuSO4·5H2O；

（1）“溶解Ⅱ”过程中是Cu溶解于稀硝酸生成硝酸铜、NO和水；

（2）硝酸具有挥发性，且不稳定；

（3）①根据配制一定物质的量浓度的溶液操作步骤判断需要的玻璃仪器；

②已知：2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2，2S2O32-+I2═2I-+S4O62-，得关系式2CuSO4·5H2O～2Cu2+～I2～2S2O32-，结合滴定时消耗的Na2S2O3溶液体积，计算参加反应的Na2S2O3的物质的量，再计算出CuSO4·5H2O的物质的量，最后计算样品的质量分数。

（1）“溶解Ⅱ”过程中是Cu溶解于稀硝酸生成硝酸铜、NO和水，发生反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3-＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

（2）硝酸具有挥发性，且不稳定，受热易分解，故“溶解Ⅱ”过程中应控制反应温度，温度不能过高，以防止硝酸分解和挥发，提高硝酸的利用率，

故答案为：防止硝酸挥发及分解；

（3）①配制250mL溶液的主要操作步骤是称量、溶解、转移、洗涤、定容及摇匀，所需玻璃仪器依次是烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等，则还需要玻璃棒、250mL容量瓶，

故答案为：250mL容量瓶、玻璃棒；

②n(Na2S2O3)=0.02500L×0.04000mol·L1=1.000×103mol，

根据关系式2Cu2+～I2～2S2O32-，

n(CuSO4)=n(Na2S2O3)=1.000×103mol，

250mL溶液中n(CuSO4)=×1.000×103mol=1.000×102mol，

m(CuSO4·5H2O)=1.000×102mol×250g·mol1=2.500g，

样品中CuSO4·5H2O的质量分数为×100%=98.43%。