Question

【題目】CuSO4溶液與K2C2O4溶液棍合反應，產物之一是某種只含一種陰離子的藍色鉀鹽水合物。通過下述實驗確定該晶體的組成。

步驟a：稱取0.6720 g樣品，放入錐形瓶，加入適量2 mol·L－1稀硫酸，微熱使樣品溶解。再加入30 ml水加熱，用0.2000 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗8.00 mlKMnO4溶液。

步驟b：接著將溶液充分加熱，使淡紫紅色消失，溶液最終呈現藍色。冷卻后，調節pH并加入過量的KI固體，溶液變為棕色并產生白色沉淀CuI。用0.2500 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗8.00 ml Na2S2O3溶液。已知涉及的部分反應的離子方程式為：

I2+2S2O32-=2I+S4O62-

（1）已知室溫下CuI的Ksp=1.27×10－12，欲使溶液中c(Cu )≤1.0×10－6 mol·L－1，應保持溶液中c(I－)≥ mol·L－1。

（2）MnO4－在酸性條件下，加熱能分解為O2，同時生成Mn2＋。寫出該反應的離子方程式為 若無此加熱操作，則測定的Cu2＋的含量將會 (填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

（3）步驟b中第一步反應的方程式為 ，若用淀粉溶液做指示劑，則滴定終點觀察到的現象為 。

（4）通過計算確定樣品晶體的組成。(請寫出計算過程)

Answer 1

【答案】

（1）1.27×10-6

（2）4MnO4-+12H+4Mn2++5O2↑+6H2O；偏高；

（3）2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色

（4）K2Cu(C2O4)2·H2O

【解析】

試題分析：（1）CuI的Ksp=1.27×10-12=c(Cu+)c(I-)，c(I-)==，由于溶液中c(Cu+)≤1.0×10-6molL-1，c(I-)≥1.27×10-6，故答案為：1.27×10-6；

（2）錳元素化合價+7→+2，降低了5價，生成氧氣，氧元素化合價-2→0，升高了2×2=4，所以錳離子前配4，氧氣前配5，再利用觀察法配平其它物質，反應的離子方程式是：4MnO4-+12H+ 4Mn2++5O2↑+6H2O；若不加熱除去高錳酸根離子，高錳酸根離子能夠氧化碘離子，使得碘單質的物質的量增加，測定銅離子含量偏高，故答案為：4MnO4-+12H+ 4Mn2++5O2↑+6H2O；偏高；

（3）根據反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，當反應結束時，溶液的藍色消失變成無色溶液，所以滴定終點是：溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色，故答案為：溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色；

（4）根據反應2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑、2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

可得關系式：2MnO4- ～ 5C2O42-

2 5

0.2×8×10-3mol n(C2O42-)

2S2O32-～I2～2Cu2+

2 2

0.25×8×10-3mol n(Cu2+)

所以n(C2O42-)=4×10-3mol，n(Cu2+)=2×10-3mol，根據電荷守恒原理：n(K+)=2n(C2O42-)-2n(Cu2+)=4×10-3mol，根據質量守恒原理：m(H2O) = 0.6720 – 39 × 4 × 10-3 – 64 × 2 × 10-3 – 88 × 4 × 10-3 = 0.036g ，n(H2O) =2 ×10-3 ，n (K+) ：n(Cu2+) ：n(C2O42-) ：n (H2O) = 2 ：1：2：1，所以樣品晶體組成是：K2Cu(C2O4)2H2O，答：該樣品晶體的化學式為：K2Cu(C2O4)2H2O．