Question

【题目】某实验室采用新型合成技术，以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O为原料在玛瑙研钵中研磨反应，经过后处理得到蓝色晶体。已知该蓝色晶体的化学式为Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O,在合成过程中各种元素的化合价均不发生变化。为了测定其组成进行以下两组实验，请回答相关问题：

Ⅰ.草酸根与铜含量的测定

①将蓝色晶体于研钵中研碎，取该固体粉末，加入1mol/L的H2SO4溶解，配制成250mL溶液。

②配制100mL0.1000mol/LKMnO4溶液备用。

③取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，采用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，共消耗KMnO4溶液20.00mL。

④另取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加入过量KI溶液，充分反应后用0.2000mol/LNa2S2O3溶液滴定，消耗12.50mL.(发生反应：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI)

（1）后处理提纯该蓝色晶体时，除掉的杂质的主要成分 (除原料外)是_______（填化学式）

（2）配制0.1000mol/LKMnO4溶液，需要的玻璃仪器有________、_______，胶头滴管，玻璃棒，烧杯。

（3）用Na2S2O3滴定时，应选用_______滴定管（填“酸式”或“碱式”）

（4）KMnO4溶液滴定草酸根过程中发生反应的离子方程式为_______，滴定终点的现象为_____。

Ⅱ.热重分析法测定结晶的含量

氮气气氛中以升温速率10℃/min测定该化合物的热失重曲线，如图所示晶体在107℃失重10.2%，失去全部结晶水。

（5）通过热失重分析，蓝色晶体的化学式中n=________，经过实验测定后，蓝色晶体的化学式为________.

（6）加热400℃之后，剩余物质的质量不再发生变化。为探究剩余固体的成分，冷却后取少量固体于试管中，加水溶解有红色不溶物，过滤后向滤液中加入稀盐酸产生无色无味气体。则剩余固体的成分为________。

Answer 1

【答案】 CH3COOK 量筒 100mL容量瓶 碱式 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 当滴入最后一滴试剂时，锥形瓶中溶液由无色变成粉红色，且30s不褪色 2 K2[Cu(C2O4)2]·2H2O Cu、K2CO3

【解析】I. (1). 以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O为原料在玛瑙研钵中研磨反应，经过处理得到蓝色晶体，已知该蓝色晶体的化学式为Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O，因在合成过程中各种元素的化合价均不发生变化，根据原料和蓝色晶体的化学式可知，除去的杂质主要成分是CH3COOK，故答案为：CH3COOK；

(2). 配制100mL0.1000mol/LKMnO4溶液，用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃杯、100mL容量瓶、胶头滴管等，故答案为：量筒；100mL容量瓶；

(3). Na2S2O3为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，所以应选用碱式滴定管，故答案为：碱式；

(4). KMnO4溶液滴定草酸根离子过程中，MnO4－作氧化剂，Mn元素化合价降低生成Mn2＋，C2O42-作还原剂，C元素化合价升高生成CO2，根据得失电子守恒和原子守恒得该反应的离子方程式为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，当滴入最后一滴试剂时，锥形瓶中溶液由无色变成粉红色，且30s不褪色，说明达到了滴定终点，故答案为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；当滴入最后一滴试剂时，锥形瓶中溶液由无色变成粉红色，且30s不褪色；

II. (5). 根据上述滴定过程可知，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定至草酸根离子恰好全部氧化成二氧化碳，共消耗KMnO4溶液20.00mL，则原晶体中n（C2O42-）=0.1mol/L×0.02L××=0.05mol，另取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加入过量KI溶液，充分反应后用0.2000mol/LNa2S2O3溶液滴定，消耗12.50mL，由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI可知，2Cu2＋~I2~2 Na2S2O3，则原晶体中n（Cu2＋）=0.0125L×0.2mol/L×=0.025mol，则n（Cu2＋）: n（C2O42-）=0.025mol:0.05mol=1:2，则蓝色晶体中b=1、c=2，再根据化合价整体为0，得a=2，所以蓝色晶体为：K2[Cu(C2O4)2]·nH2O，晶体在107℃失重10.2%，失去全部结晶水，说明结晶水在晶体中的质量分数为10.2%，则有10.2%=×100%，解得n=2，则蓝色晶体的化学式为：K2[Cu(C2O4)2]·2H2O，故答案为：2；K2[Cu(C2O4)2]·nH2O；

(6). 冷却后取少量固体于试管中，加水溶解有红色不溶物，说明有单质铜，过滤后向滤液中加入稀盐酸产生无色无味气体，说明有碳酸钾，故答案为：Cu、K2CO3。