Question

【題目】某實驗室采用新型合成技術，以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O為原料在瑪瑙研缽中研磨反應，經過后處理得到藍色晶體。已知該藍色晶體的化學式為Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O,在合成過程中各種元素的化合價均不發生變化。為了測定其組成進行以下兩組實驗，請回答相關問題：

Ⅰ.草酸根與銅含量的測定

①將藍色晶體于研缽中研碎，取該固體粉末，加入1mol/L的H2SO4溶解，配制成250mL溶液。

②配制100mL0.1000mol/LKMnO4溶液備用。

③取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，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于錐形瓶中，加入過量KI溶液，充分反應后用0.2000mol/LNa2S2O3溶液滴定，消耗12.50mL.(發生反應：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI)

（1）后處理提純該藍色晶體時，除掉的雜質的主要成分 (除原料外)是_______（填化學式）

（2）配制0.1000mol/LKMnO4溶液，需要的玻璃儀器有________、_______，膠頭滴管，玻璃棒，燒杯。

（3）用Na2S2O3滴定時，應選用_______滴定管（填“酸式”或“堿式”）

（4）KMnO4溶液滴定草酸根過程中發生反應的離子方程式為_______，滴定終點的現象為_____。

Ⅱ.熱重分析法測定結晶的含量

氮氣氣氛中以升溫速率10℃/min測定該化合物的熱失重曲線，如圖所示晶體在107℃失重10.2%，失去全部結晶水。

（5）通過熱失重分析，藍色晶體的化學式中n=________，經過實驗測定后，藍色晶體的化學式為________.

（6）加熱400℃之后，剩余物質的質量不再發生變化。為探究剩余固體的成分，冷卻后取少量固體于試管中，加水溶解有紅色不溶物，過濾后向濾液中加入稀鹽酸產生無色無味氣體。則剩余固體的成分為________。

Answer 1

【答案】 CH3COOK 量筒 100mL容量瓶 堿式 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 當滴入最后一滴試劑時，錐形瓶中溶液由無色變成粉紅色，且30s不褪色 2 K2[Cu(C2O4)2]·2H2O Cu、K2CO3

【解析】I. (1). 以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O為原料在瑪瑙研缽中研磨反應，經過處理得到藍色晶體，已知該藍色晶體的化學式為Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O，因在合成過程中各種元素的化合價均不發生變化，根據原料和藍色晶體的化學式可知，除去的雜質主要成分是CH3COOK，故答案為：CH3COOK；

(2). 配制100mL0.1000mol/LKMnO4溶液，用到的玻璃儀器有：量筒、燒杯、玻璃杯、100mL容量瓶、膠頭滴管等，故答案為：量筒；100mL容量瓶；

(3). Na2S2O3為強堿弱酸鹽，溶液呈堿性，所以應選用堿式滴定管，故答案為：堿式；

(4). KMnO4溶液滴定草酸根離子過程中，MnO4－作氧化劑，Mn元素化合價降低生成Mn2＋，C2O42-作還原劑，C元素化合價升高生成CO2，根據得失電子守恒和原子守恒得該反應的離子方程式為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，當滴入最后一滴試劑時，錐形瓶中溶液由無色變成粉紅色，且30s不褪色，說明達到了滴定終點，故答案為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；當滴入最后一滴試劑時，錐形瓶中溶液由無色變成粉紅色，且30s不褪色；

II. (5). 根據上述滴定過程可知，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定至草酸根離子恰好全部氧化成二氧化碳，共消耗KMnO4溶液20.00mL，則原晶體中n（C2O42-）=0.1mol/L×0.02L××=0.05mol，另取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，加入過量KI溶液，充分反應后用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，則原晶體中n（Cu2＋）=0.0125L×0.2mol/L×=0.025mol，則n（Cu2＋）: n（C2O42-）=0.025mol:0.05mol=1:2，則藍色晶體中b=1、c=2，再根據化合價整體為0，得a=2，所以藍色晶體為：K2[Cu(C2O4)2]·nH2O，晶體在107℃失重10.2%，失去全部結晶水，說明結晶水在晶體中的質量分數為10.2%，則有10.2%=×100%，解得n=2，則藍色晶體的化學式為：K2[Cu(C2O4)2]·2H2O，故答案為：2；K2[Cu(C2O4)2]·nH2O；

(6). 冷卻后取少量固體于試管中，加水溶解有紅色不溶物，說明有單質銅，過濾后向濾液中加入稀鹽酸產生無色無味氣體，說明有碳酸鉀，故答案為：Cu、K2CO3。