【題目】(1)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質Fe2+。在提純時為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+氧化為Fe3+,下列物質可采用的是________。

A. KMnO4   B. H2O2    C. 氯水    D. HNO3

然后再加入適當物質調整至溶液pH=4,使Fe3+轉化為Fe(OH)3,可以達到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的,調整溶液pH可選用下列中的___________

A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2

(2)甲同學懷疑調整至溶液pH=4是否能達到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的,乙同學認為可以通過計算確定,他查閱有關資料得到如下數(shù)據(jù),常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時就認為沉淀完全,設溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為________,F(xiàn)e3+完全沉淀時溶液的pH為________,通過計算確定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。

(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0.800 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應,生成CuI白色沉淀。用0.100 0 mol·L1 Na2S2O3標準溶液滴定,到達滴定終點時,消耗Na2S2O3標準溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2O===S4O+2I)。

①可選用________________作滴定指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是________________________。

②CuCl2溶液與KI反應的離子方程式為_______________________________________。

③該試樣中CuCl2·2H2O的質量百分數(shù)為__________

【答案】 B CD 4 3.3 可行 淀粉溶液 溶液由藍色變成無色且半分鐘不變化 2Cu2++4I===2CuI↓+I2 85.5%

【解析】(1)除雜質至少要滿足兩個條件:①加入的試劑只能與雜質反應,不能與原物質反應;②反應后不能引入新的雜質,四個選項中,只有雙氧水氧化后生成水,雙氧水受熱見光易分解,沒有多余雜質;調整溶液的pH時,加入的物質不能引進新的雜質粒子,氫氧化鈉中含有鈉離子,氨水反應后生成銨根離子,所以氫氧化鈉和氨水能引進新的雜質離子,CuO粉末、Cu(OH)2懸濁液反應后生成銅離子和水而不引進新的雜質離子,故選CD,故答案為:B;CD;

(2)Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1,c(Cu2+)=3.0molL-1;依據(jù)溶度積常數(shù)c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20 ;c2(OH-)==10-20;得到c(OH-)=10-10mol/L,依據(jù)水溶液中的離子積c(H+)×c(OH-)=10-14,求得c(H+)=10-4mol/L,溶液pH=4,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH4;殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5molL-1時就認為沉淀完全,Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,c(Fe3+)×c3(OH-)=8.0×10-38;c3(OH-)==8.0×10-33;c(OH-)=2×10-11mol/L;水溶液中的離子積c(H+)×c(OH-)=10-14;c(H+)=5×10-4mol/L,則pH=3.3;通過計算可知pH=4能達到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的,則方案可行,故答案為:4;3.3;可行。

(3)測定含有CuCl22H2O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0.800g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40.00mL;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,溶液中30s內不恢復原色,故答案為:淀粉溶液;溶液由藍色變成無色且半分鐘不變化;

CuCl2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×0.0400L0.004mol

CuCl22H2O的物質的量為:0.004mol,試樣中CuCl22H2O的質量百分數(shù)為:×100%=85.5%,故答案為:85.5%。

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