题目内容
【题目】(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________
A. KMnO4 B. H2O2 C. Cl2 水 D. HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的________
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)(已知lg2=0.3)
(3)同学们用0.1000 mol·L-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为2MnO4-+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑。
①滴定到达终点的现象是______________________________________。
②用移液管吸取25.00 mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的酸性KMnO4标准溶液体积如下表所示:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
体积(mL) | 17.10 | 18.10 | 17.00 | 16.90 |
则试样中过氧化氢的浓度为___________mol·L-1。
③若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果______(填“偏低”、“偏高”或“不变”)。
【答案】 B CD 4 3.3 可行 溶液由无色变紫色,且半分钟内不恢复原色 0.1700 偏高
【解析】试题分析:本题考查盐类水解知识应用于物质的分离提纯,溶度积的计算,氧化还原滴定实验。
(1)A项,KMnO4将Fe2+氧化的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,引入杂质离子,不采用;B项,H2O2将Fe2+氧化的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,不引入杂质,不产生污染物,可采用;C项,Cl2水将Fe2+氧化的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,引入杂质离子,不采用;D项,HNO3将Fe2+氧化的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,产生大气污染物NO,不采用;可采用的是B。
NaOH、NH3·H2O、CuO、Cu(OH)2都可以调节溶液的pH=4,但NaOH、NH3·H2O会引入杂质离子,所以选用CuO或Cu(OH)2,答案选CD。
(2)Cu(OH)2开始沉淀时离子积等于Cu(OH)2的溶度积,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),c(Cu2+)=3mol/L,c(OH-)=
=1
10-10mol/L,c(H+)=1
10-4mol/L,Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH=-lg1
10-4=4。Fe3+完全沉淀时c(Fe3+)
1
10-5mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),c(OH-)=
=2
10-11mol/L,c(H+)=5
10-4mol/L,Fe(OH)3完全沉淀时溶液的pH=-lg5
10-4=3.3。根据计算的结果,上述方案可行。
(3)①由于KMnO4溶液本身呈紫色,实验中不需要加指示剂,滴定到达终点的现象是:溶液由无色变紫色,且半分钟内不恢复原色。
②由于第二次实验误差较大,第二次实验数据略去,实验中消耗KMnO4溶液体积的平均值为
=17.00mL,实验中消耗n(KMnO4)=0.1mol/L
0.017L=0.0017mol,根据反应2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,n(H2O2)=
n(KMnO4)=0.00425mol,c(H2O2)=0.00425mol
0.025L=0.1700mol/L。
③若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则消耗的KMnO4溶液的体积偏大,测定结果偏高。