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(2012?浙江)已知:I2+2
S2O
2-
3
=
S4O
2-
6
+2I-.相关物质的溶度积常数见下表:
物质 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
(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2?2H2O晶体,加入
Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=
2.6×10-9mol/L
2.6×10-9mol/L
.过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2?2H2O晶体.
(2)在空气中直接加热CuCl2?2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是
2CuCl2?2H2O
  △  
.
 
Cu2(OH)2?CuCl2+2HCl+2H2O
2CuCl2?2H2O
  △  
.
 
Cu2(OH)2?CuCl2+2HCl+2H2O
(用化学方程式表示).由CuCl2?2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是
在干燥的HCl气流中加热脱水
在干燥的HCl气流中加热脱水

(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2?2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀.用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL.
①可选用
淀粉溶液
淀粉溶液
作滴定指示剂,滴定终点的现象是
蓝色褪去,放置一定时间后不恢复原色
蓝色褪去,放置一定时间后不恢复原色

②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

③该试样中CuCl2?2H2O的质量百分数为
95%
95%
分析:(1)加入的物质用于调节pH以除去杂质,主要将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,且不能引入新杂质,先根据溶液的pH计算氢离子浓度,再结合水的离子积常数计算氢氧根离子浓度,最后根据c(Fe3+)=
Ksp(Fe(OH)3)
c3(OH-)
计算铁离子浓度;
(2)加热时促进氯化铜的水解且生成的氯化氢易挥发造成水解完全,要想得到较纯的无水氯化铜应在氯化氢气流中抑制其水解;
(3)依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应,生成碘化亚铜沉淀,和碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,依据碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定到终点,发生反应离子方程式计算分析.
解答:解:(1)为得到纯净的CuCl2?2H2O晶体要除去氯化铁,加入的物质和氯化铁反应生成氢氧化铁且不能引进新的杂质,所以加入物质后应能转化为氯化铜,所以应该加入含铜元素和氢氧根离子的物质,可以是氢氧化铜或碱式碳酸铜,
溶液的pH=4,所以溶液中氢离子浓度为10-4 mol/L,则氢氧根离子浓度为10-10 mol/L,c(Fe3+)=
Ksp(Fe(OH)3)
c3(OH-)
=
2.6×10-39
(1×10-10)3
=2.6×10-9mol/L,
故答案为:Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 ;2.6×10-9mol/L;
(2)由于CuCl2在加热过程中水解被促进,且生成的HCl又易挥发而脱离体系,造成水解完全,碱式氯化铜或氢氧化铜,以至于得到CuO固体,而不是CuCl2,2CuCl2?2H2O
  △  
.
 
Cu(OH)2?CuCl2+2HCl+2H2O;想得到无水CuCl2的合理方法是,让CuCl2?2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水,
故答案为:2CuCl2?2H2O
  △  
.
 
Cu(OH)2?CuCl2+2HCl+2H2O;在干燥的HCl气流中加热脱水;
(3)测定含有CuCl2?2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀.用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL;反应的化学方程式为:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,
①硫代硫酸钠滴定碘单质,利用碘单质遇淀粉变蓝选择指示剂为淀粉;终点为蓝色褪去一段时间不恢复颜色,
故答案为:淀粉溶液;蓝色褪去,放置一定时间后不恢复原色;
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,故答案为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
③依据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
试样中CuCl2?2H2O的质量百分数=
0.002mol×171g/mol
0.36g
×100%=95%,
故答案为:95%.
点评:本题考查Ksp计算和物质制备,沉淀溶解平衡的分析应用,滴定实验的原理应用,滴定过程的反应原理和计算方法是解本题的关键,难度较大.
练习册系列答案
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(2012?浙江模拟)大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质.某地酸雨中可能含有下列离子:Na+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-和NO2-等.某研究小组取该地一定量的酸雨,浓缩后将所得试液分成4份,进行如下实验:第一份滴加适量的淀粉KI溶液,呈蓝色;第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀析出;第三份滴加NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;第四份加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液,有沉淀产生,静置,在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液,不褪色.
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请回答下列问题:
(1)该酸雨中肯定存在的离子有
SO42-、NO3-、NH4+
SO42-、NO3-、NH4+
;肯定不存在的离子有
SO32-、NO2-
SO32-、NO2-
,说明其不存在的理由:
SO32-具有较强的还原性,酸性条件下,与NO3-不能共存;若有NO2-,能使酸性KMnO4
溶液褪色
SO32-具有较强的还原性,酸性条件下,与NO3-不能共存;若有NO2-,能使酸性KMnO4
溶液褪色

(2)写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式:
6I-+2NO3-+8H+=3I2+2NO↑+4H2O
6I-+2NO3-+8H+=3I2+2NO↑+4H2O

(3)设计实验方案,检验该试液中是否存在Cl-
取少量试液,滴加足量的Ba(NO32溶液,静置;取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3
溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-
取少量试液,滴加足量的Ba(NO32溶液,静置;取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3
溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-

(4)该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成,在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体,慢慢通入O2,该过程中发生的化学反应有
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2
NO2+SO2=SO3+NO
NO2+SO2=SO3+NO
,再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨.说明NO的作用:
催化剂
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