二、填空題
11.(2015·浙江嘉興一模)某化學(xué)活動小組按下圖所示流程由粗氧化銅樣品(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))制取無水硫酸銅。
已知Fe3+、Cu2+、Fe2+三種離子在水溶液中形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下圖所示:
請回答下列問題:
(1)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,下列實(shí)驗(yàn)裝置不可能用到的是________(填序號)。
(2)溶液A中所含溶質(zhì)為________;物質(zhì)X應(yīng)選用________(填序號)。
、俾人 、陔p氧水 、坭F粉 、芨咤i酸鉀
(3)從溶液C中制取硫酸銅晶體的實(shí)驗(yàn)操作為______________________________。
(4)用“間接碘量法”可以測定溶液A(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的雜質(zhì))中Cu2+的濃度。過程如下:
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:取稀釋后溶液20.00 mL于錐形瓶中,加入過量KI固體,充分反應(yīng)生成白色沉淀與碘單質(zhì)。
第三步:以淀粉溶液為指示劑,用0.050 00 mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,前后共測定三次,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積如下表:(已知:I2+2S2O===2I-+S4O)
滴定次數(shù) 第一次 第二次 第三次 滴定前讀數(shù)(mL) 0.10 0.36 1.10 滴定后讀數(shù)(mL) 20.12 20.34 22.12
①CuSO4溶液與KI的反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
、诘味ㄖ校琋a2S2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)放在________(填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”)中,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________________________。
、廴芤篈中c(Cu2+)=________mol·L-1。
解析:粗氧化銅中加入過量的稀硫酸后發(fā)生下列反應(yīng):CuO+H2SO4===CuSO4+H2O、FeO+H2SO4===FeSO4+H2O,過濾后得到的沉淀Ⅰ是不溶于酸的雜質(zhì),溶液A中含有的溶質(zhì)是生成的CuSO4、FeSO4和過量的H2SO4。向溶液A中加入氧化劑X,將Fe2+氧化為Fe3+,從而得到溶液B,考慮到不能引入新雜質(zhì),X最好選用雙氧水。向溶液B中再加入適量的Cu(OH)2固體,可反應(yīng)掉部分過量的硫酸,生成硫酸銅,同時(shí)使溶液pH升高到4.0,使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,然后過濾,得到的沉淀Ⅱ就是Fe(OH)3,溶液C就是含少量硫酸的硫酸銅溶液,將此溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,即可得到硫酸銅晶體,將硫酸銅晶體加熱失水,制得無水硫酸銅。整個(gè)過程涉及溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、灼燒固體等操作,沒有涉及氣體制備和萃取分液操作,因此裝置①、③是不可能用到的。用“間接碘量法”測定溶液A中Cu2+濃度時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,向溶液A中加入過量KI固體時(shí)生成了白色沉淀與碘單質(zhì),說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng),F(xiàn)e2+不能氧化I-,氧化劑只能是Cu2+,其本身被還原為Cu+,Cu+與I-結(jié)合成CuI白色沉淀,據(jù)此可寫出有關(guān)的離子方程式。Na2S2O3的水溶液呈堿性,滴定時(shí)應(yīng)放在堿式滴定管中。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,第三次滴定的數(shù)據(jù)存在明顯問題,誤差過大,應(yīng)舍去,按第一次和第二次的數(shù)據(jù)計(jì)算,平均消耗Na2S2O3溶液的體積是20.00 mL,根據(jù)2Cu2+~I(xiàn)2~2S2O,20.00 mL稀釋后的溶液A中Cu2+的物質(zhì)的量n(Cu2+)=n(S2O)=0.02000 L×0.05000 mol·L-1=0.00100 mol,則原溶液A中Cu2+的物質(zhì)的量濃度c(Cu2+)=×5=0.5000 mol·L-1。
答案:(1)①③
(2)CuSO4、FeSO4、H2SO4、
(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾
(4)①2Cu2++4I-===2CuI↓+I2
、趬A式滴定管 最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,振蕩,半分鐘內(nèi)溶液無明顯變化
、0.5000