Question

Ⅰ高纯MnCO₃是制备高性能磁性材料的主要原料．
实验室以MnO₂为原料制备少量高纯MnCO₃的操作步骤如下：
（1）制备MnSO₄溶液：
在烧瓶中（装置见右图）加入一定量MnO₂和水，搅拌，通入SO₂和N₂混合气体，反应3h．停止通入SO₂，继续反应片刻，过滤（已知MnO₂+H₂SO₃=MnSO₄+H₂O）．
①石灰乳作用

除去未反应氯气，防止氯气污染空气

．
②若实验中将N₂换成空气，测得反应液中Mn²⁺、SO₄^2-的浓度随反应时间t变化如右图．导致溶液中Mn²⁺、SO₄^2-浓度变化产生明显差异的原因是

O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄

．
（2）制备高纯MnCO₃固体：已知MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn（OH）₂开始沉淀时pH=7.7，请补充由（1）制得的MnSO₄溶液制备高纯MnCO₃的操作步骤[实验中可选用的试剂：Ca（OH）₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH]．
①

边搅拌边加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7

；②

过滤，用少量水洗涤2～3次

；③检验SO₄^2-是否被洗涤除去；④

用少量C₂H₅OH洗涤

；⑤低于100℃干燥．
Ⅱ锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素．实验室测定其中Cu含量的步骤如下：
①称取该合金样品1.1g，用HCl和H₂O₂溶解后，煮沸除去过量H₂O₂，过滤，滤液定容于
250mL容量瓶中．
②用移液管移取50.00mL滤液于250mL碘量瓶中，控制溶液的pH=3～4，加入过量KI溶液（生成CuI和I₂）和指示剂，
用0.01100mol?L-¹Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂至终点（反应：I₂+2S₂O₃²-=2I-+S₄O₆²-），消耗Na₂S₂O₃溶液6.45mL．
（1）判断步骤②滴定终点的方法是

淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变

．
（2）计算合金中Cu的质量分数

2.064%

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）①氯气有毒，污染空气，石灰乳与氯气发生反应，吸收未反应的氯气；
②由图象可知，将N₂换成空气，反应液中SO₄^2-的浓度随反应时间增大更多，O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄；
（2）由于MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解，Mn（OH）₂开始沉淀时pH=7.7，所以向MnSO₄溶液，边搅拌边加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7，过滤，用少量水洗涤2～3次，检验SO₄^2-是否被洗涤除去，用少量C₂H₅OH洗涤，低于100℃干燥，可得高纯MnCO₃；
Ⅱ（1）淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点；
（2）由②可知发生反应2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，根据关系式2Cu～2Cu²⁺～I₂～2S₂O₃^2-计算n（Cu）
，再计算m（Cu），据此计算合金中Cu的质量分数．

解答：解：Ⅰ（1）①石灰乳与氯气发生反应：2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，石灰乳除去未反应氯气，防止氯气污染空气，故答案为：除去未反应氯气，防止氯气污染空气；
②空气中含有氧气，O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄，所以反应液中SO₄^2-的浓度随反应时间增大更多，
故答案为：O₂与H₂SO₃反应生成H₂S0₄；
（2）用MnSO₄溶液制备高纯MnCO₃的操作步骤为：
①边搅拌边加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7；
②过滤，用少量水洗涤2～3次；
③检验SO₄^2-是否被洗涤除去；
④用少量C₂H₅OH洗涤；
⑤低于100℃干燥，可得高纯MnCO₃．
故答案为：边搅拌边加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7；过滤，用少量水洗涤2～3次；用少量C₂H₅OH洗涤；
Ⅱ（1）淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点，
故答案为：淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变；
（2）由②可知发生反应2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，
根据关系式2Cu～～～～～～2Cu²⁺～I₂～～～～2S₂O₃^2-，
           2                             2
         n（Cu）                 0.01100mol/L×6.45×10^-3L×5
所以 n（Cu）=0.01100mol/L×6.45×10^-3L×5=5.5×6.45×10^-5mol，
合金中Cu的质量分数为

5.5×6.45×10-5mol×64g/mol

1.1g

×100%=2.064%，
故答案为：2.064%．

点评：本题主要考查学生的实验设计能力、对方案理解、对给予信息的分析运用能力．滴定实验是中学定量分析中的常用方法，以此为情境，考查学生分析实验的能力和数据处理及计算能力．难度较大，要求学生要有扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力．