Question

11．已知：I₂+2S₂O${\;}_{3}^{2-}$═S₄O${\;}_{6}^{2-}$+2I^-
相關物質的溶度積常數(shù)見下表：

物質	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CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃ ，調至pH=4，使溶液中的Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，此時溶液中的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，原因是2CuCl₂•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+2H₂O（用化學方程式表示）．
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）某學習小組用“間接碘量法”測定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應的氧化性雜質）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，生成白色沉淀．用0.100 0mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準溶液20.00mL．
①可選用淀粉溶液作滴定指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是藍色褪去，放置一定時間后不恢復原色．
②CuCl₂溶液與KI反應的離子方程式為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．
③該試樣中CuCl₂•2H₂O的質量百分數(shù)為95%．

Answer 1

分析 （1）加入的物質用于調節(jié)pH以除去雜質，主要將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質，先根據(jù)溶液的pH計算氫離子濃度，再結合水的離子積常數(shù)計算氫氧根離子濃度，最后根據(jù)c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp（Fe（OH）_{3}）}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$ 計算鐵離子濃度；
（2）加熱時促進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，生成碘化亞銅沉淀，和碘單質，碘單質遇淀粉變藍，依據(jù)碘單質被Na₂S₂O₃標準溶液滴定到終點，發(fā)生反應離子方程式計算分析．

解答 解：（1）為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體要除去氯化鐵，加入的物質和氯化鐵反應生成氫氧化鐵且不能引進新的雜質，所以加入物質后應能轉化為氯化銅，所以應該加入含銅元素和氫氧根離子的物質，可以是氧化銅或氫氧化銅或堿式碳酸銅，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：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃ ；2.6×10^-9mol/L；
（2）由于CuCl₂在加熱過程中水解被促進，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CuCl₂，2CuCl₂•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+2H₂O；想得到無水CuCl₂的合理方法是，讓CuCl₂•2H₂O晶體在干燥的HCl氣流中加熱脫水，
故答案為：2CuCl₂•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+2H₂O；在干燥的HCl氣流中加熱脫水；
（3）測定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應的氧化性質雜質）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，生成白色沉淀．用0.1000mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準溶液20.00mL；反應的化學方程式為：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，
①硫代硫酸鈉滴定碘單質，利用碘單質遇淀粉變藍選擇指示劑為淀粉；終點為藍色褪去一段時間不恢復顏色，
故答案為：淀粉溶液；藍色褪去，放置一定時間后不恢復原色；
②CuCl₂溶液與KI反應的離子方程式為為：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的質量百分數(shù)=$\frac{0.002mol×171g/mol}{0.36g}$×100%=95%，
故答案為：95%．

點評 本題綜合考查物質含量的測定以及物質制備，為高考常見題型，題目利用平衡移動原理、氧化還原滴定分析解答，明確滴定過程的反應原理和計算方法是解本題的關鍵，注意加熱灼燒CuCl₂溶液和CuSO₄溶液得到固體的區(qū)別，為易錯點，題目難度中等．