Question

15．已知：I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₆^2-+2I^-．相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見表：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）3	CuCl	CuI
Ksp	2.2×10-20	2.6×10-39	1.7×10-7	1.3×10-12

（1）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，加入Cu（OH）₂、CuO、CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃，調(diào)至pH=4，使溶液中的Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，此時(shí)溶液中的c（Fe³⁺）=2.6×10^-9mol/L．過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl₂•2H₂O晶體．
（2）在空氣中直接加熱CuCl₂•2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，由CuCl₂•2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法是在干燥的HCl氣流中加熱脫水．
（3）某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測(cè)定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應(yīng)的氧化性質(zhì)雜質(zhì)）的純度，過程如下：取 0.36g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用0.1000mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．
①可選用淀粉溶液作滴定指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不變色．
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂．
③該試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%．

Answer 1

分析 （1）加入的物質(zhì)用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，主要將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)，先根據(jù)溶液的pH計(jì)算氫離子濃度，再結(jié)合水的離子積常數(shù)計(jì)算氫氧根離子濃度，最后根據(jù)c（Fe³⁺）=$\frac{Kw（Fe（OH）_{3}）}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$計(jì)算c（Fe³⁺）；
（2）加熱時(shí)促進(jìn)氯化銅的水解且生成的氯化氫易揮發(fā)造成水解完全，要想得到較純的無水氯化銅應(yīng)在氯化氫氣流中抑制其水解；
（3）依據(jù)碘化鉀和氯化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘化亞銅沉淀，和碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)，依據(jù)碘單質(zhì)被Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到終點(diǎn)，根據(jù)物質(zhì)間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體要除去氯化鐵，則溶液中的Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，加入物質(zhì)能與酸反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為氯化銅，且不能引進(jìn)雜質(zhì)，可以是Cu（OH）₂、CuO、CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃；
溶液的pH=4，所以溶液中氫氧根離子濃度為10^-4 mol/L，則氫氧根離子濃度為10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{Kw（Fe（OH）_{3}）}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{2.6×1{0}^{-39}}{（1×1{0}^{-10}）^{3}}$=2.6×10^-9mol/L，
故答案為：Cu（OH）₂、CuO、CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃；2.6×10^-9mol/L；
（2）由于CuCl₂在加熱過程中水解被促進(jìn)，且生成的HCl又易揮發(fā)而脫離體系，造成水解完全，堿式氯化銅或氫氧化銅，以至于得到CuO固體，而不是CuCl₂，反應(yīng)方程式為：2CuCl₂•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+2H₂O，要想得到較純的無水氯化銅應(yīng)在氯化氫氣流中抑制其水解，并帶走水蒸氣，
故答案為：在干燥的HCl氣流中加熱脫水；
（3）測(cè)定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應(yīng)的氧化性質(zhì)雜質(zhì)）的純度，過程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用0.1000mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，
①硫代硫酸鈉滴定碘單質(zhì)，利用碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)選擇指示劑為淀粉；終點(diǎn)時(shí)溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：淀粉溶液；溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不變色；
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂，
故答案為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
③依據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
得到       2Na₂S₂O₃ ～2Cu²⁺
            2         2
0.1000mol/L×0.0200L  0.002mol
則CuCl₂•2H₂O的物質(zhì)的量為：0.002mol，
試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 $\frac{0.002mol/L×171g/mol}{0.36g}$×100%=95%，
故答案為：95%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查K_sp計(jì)算和物質(zhì)制備，利用平衡移動(dòng)原理、氧化還原滴定分析解答，明確滴定過程的反應(yīng)原理和計(jì)算方法是解本題的關(guān)鍵，注意加熱灼燒CuCl₂溶液和CuSO₄溶液得到固體的區(qū)別，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．