Question

7．已知：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

現(xiàn)有某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，按如圖步驟進(jìn)行提純：

（1）最適合作氧化劑X的是C（填字母），加入X的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離．
A．K₂Cr₂O₇　    B．NaClO　　     C．H₂O₂　　D．KMnO₄
加入的物質(zhì)Y是CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃（填化學(xué)式），調(diào)至溶液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(guò)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）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)的氧化性雜質(zhì)）的純度，過(guò)程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過(guò)量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃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．（I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-）
①可選用淀粉溶液作滴定指示劑．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)量百分?jǐn)?shù)為95%．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂作氧化劑的反應(yīng)產(chǎn)物為水，不會(huì)引入新的雜質(zhì)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Fe³⁺比Fe²⁺容易轉(zhuǎn)化為沉淀；加入的物質(zhì)用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，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⁺）=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$計(jì)算鐵離子濃度；
（2）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)，發(fā)生反應(yīng)離子方程式計(jì)算分析．

解答 解：（1）H₂O₂作氧化劑的反應(yīng)產(chǎn)物為水，不會(huì)引入新的雜質(zhì)，所以最適合作氧化劑X的是H₂O₂；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Fe³⁺比Fe²⁺容易轉(zhuǎn)化為沉淀，因此要把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，所以加入雙氧水的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，加入的物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)pH且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以加入物質(zhì)應(yīng)能轉(zhuǎn)化為氯化銅，則可以加入CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
溶液的pH=4，所以溶液中氫離子濃度為10^-4 mol/L，則氫氧根離子濃度為10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{2.6×1{0}^{-39}}{（1×1{0}^{-10}）^{3}}$=2.6×10^-9mol/L；
故答案為：C；將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；2.6×10^-9mol/L；
（2）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(guò)程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過(guò)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；
故答案為：淀粉溶液；
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 0.1000mol/L×0.0200L=0.002mol
試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)=$\frac{0.002mol×171g/mol}{0.36g}$×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、沉淀溶解平衡的分析應(yīng)用、滴定實(shí)驗(yàn)的原理應(yīng)用等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，把握滴定過(guò)程的反應(yīng)原理和計(jì)算方法是解本題的關(guān)鍵，難度較大．