Question

20．硫酸四氨合銅晶體Cu[（NH₃）₄]SO₄•H₂O可用作殺蟲劑、印染助劑等．某研究性學(xué)習(xí)小組通過如下實(shí)驗(yàn)制備了該晶體并測(cè)定了晶體中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）步驟1：向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水至過量．滴加過程中可觀察到的現(xiàn)象是先有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)滴加氨水，沉淀逐漸消失，溶液變?yōu)樯钏{(lán)色．
（2）步驟2：向步驟1所得溶液中緩慢加入乙醇至大量晶體析出．加入乙醇能析出晶體的原因是硫酸四氨合銅晶體在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度．從溶液中得到晶體的三步實(shí)驗(yàn)操作的順序是BAC（填字母編號(hào)）．
A．洗滌      B．過濾      C．干燥
（3）步驟3：配制溶液．準(zhǔn)確稱取步驟2所得晶體2.0g溶于適量稀硫酸中，加水配制成100mL溶液．在配制溶液的過程中，除100mL容量瓶、量筒、玻璃棒外，還需要用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管（填儀器名稱）．
（4）步驟4：用碘量法測(cè)定晶體中Cu的含量．反應(yīng)原理如下：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂        I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
取步驟3配制的溶液25.00mL于錐形瓶中，加入適量水稀釋，再加入過量KI溶液．以淀粉溶液作指示劑，用amol/L的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗bmLNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液．測(cè)得晶體中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.8ab%或0.128ab．
（5）查閱資料得知：CuI對(duì)I₂具有較強(qiáng)的吸附作用，滴定時(shí)被吸附的I₂不能完全釋放出來與Na₂S₂O₃反應(yīng)，會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏低．下列情況中還能造成測(cè)定結(jié)果偏低的是AC．
A．滴定前滴定管下端尖嘴無(wú)氣泡，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)有氣泡
B．配制溶液時(shí)，加入的稀硫酸過量，使少量I^-被O₂氧化成I₂
C．配制溶液定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線
D．滴定管水洗后直接加入Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液．

Answer 1

分析 （1）先生成藍(lán)色沉淀，后氫氧化銅溶解在氨水中生成絡(luò)離子，得到深藍(lán)色溶液；
（2）從硫酸四氨合銅晶體在水和乙醇中的溶解度大小分析；從溶液中得到晶體，需要先過濾、再洗滌，最后干燥；
（3）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟選用儀器，然后判斷還缺少的儀器；
（4）根據(jù)反應(yīng)方程式寫出關(guān)系式，然后根據(jù)硫代硫酸根離子的物質(zhì)的量計(jì)算出銅的物質(zhì)的量，再計(jì)算出晶體中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）A．滴定前滴定管下端尖嘴無(wú)氣泡，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)有氣泡，導(dǎo)致消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大；
B．配制溶液時(shí)，加入的稀硫酸過量，使少量I^-被O₂氧化成I₂，導(dǎo)致消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏��；
C．配制溶液定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線，導(dǎo)致配制的溶液濃度偏小，滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小；
D．滴定管水洗后直接加入Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，滴定過程中消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大．

解答 解：（1）向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水至過量，先生成藍(lán)色沉淀，后氫氧化銅溶解在氨水中生成絡(luò)離子，得到深藍(lán)色溶液，發(fā)生Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：先有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)滴加氨水，沉淀逐漸消失，溶液變?yōu)樯钏{(lán)色；
（2）由于硫酸四氨合銅晶體在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以向步驟1所得溶液中緩慢加入乙醇至大量晶體析出；從溶液中得到晶體，先需要過濾，然后洗滌除去雜質(zhì)，最后干燥得到純凈的晶體，所以正確順序?yàn)椋築AC，
故答案為：硫酸四氨合銅晶體在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度；BAC；
（3）在配制溶液的過程中，除100mL容量瓶、量筒、玻璃棒外，溶解晶體在燒杯中進(jìn)行，定容時(shí)需要用到膠頭滴管，
故答案為：燒杯、膠頭滴管；
（4）根據(jù)反應(yīng)2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可得關(guān)系式：2Cu²⁺～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，bmL amol/L的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量為：amol/L×0.001bL=0.001abmol，根據(jù)關(guān)系式可知，銅離子的物質(zhì)的量為0.001abmol，原100mL溶液中含有銅離子的物質(zhì)的量為：0.001abmol××$\frac{100mL}{25mL}$=0.004abmol，2.0g樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{64g/mol×0.004abmol}{2.0g}$×100%=12.8ab%，
故答案為：12.8ab%或0.128ab；
（5）A．滴定前滴定管下端尖嘴無(wú)氣泡，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)有氣泡，讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故A正確；
B．配制溶液時(shí)，加入的稀硫酸過量，使少量I^-被O₂氧化成I₂，導(dǎo)致滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測(cè)定結(jié)果偏高，故B錯(cuò)誤；
C．配制溶液定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線，配制的溶液濃度偏小，滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故C正確；
D．滴定管水洗后直接加入Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，導(dǎo)致滴定過程中消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測(cè)定結(jié)果偏高，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)組成及含量的方法，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力，注意熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，明確中和滴定原理及誤差分析方法．