Question

已知：相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表：

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

 

（填字母），加入X的目的是

 

．
A．K₂Cr₂O₇     B．NaClO       C．H₂O₂         D．KMnO₄
加入的物質(zhì)Y是

 

（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，此時溶液中的c（Fe³⁺）=

 

．過濾后，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，過程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀

 

．用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．（I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-）
①可選用

 

作滴定指示劑．
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為

 

．
③該試樣中CuCl₂?2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為

 

．（請寫出計(jì)算過程）

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）H₂O₂作氧化劑的反應(yīng)產(chǎn)物為水，不會引入新的雜質(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⁺）=

Kw[Fe(OH)3]

C3(OH-)

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⁺）=

Kw[Fe(OH)3]

C3(OH-)

=

2.6×10-39

(1×10-10)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，過程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過量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，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)=

0.002mol×171g/mol

0.36g

×100%=95%，
故答案為：95%．

點(diǎn)評：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，把握滴定過程的反應(yīng)原理和計(jì)算方法是解本題的關(guān)鍵，難度較大，側(cè)重于考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力．