Question

【題目】化學小組通過下列步驟測定某工廠廢液中銅離子的濃度（已知廢水中Fe3+對測定有干擾作用）。

i. 經檢驗廢液中含有Fe3+離子，取V1 mL上述廢液，加入NH4HF2，再加H2SO4酸化至pH<4，再次檢測，未檢驗出Fe3+離子；

ii. 在上述溶液中，加入過量KI溶液，放置3 min，有沉淀CuI生成，立即用0.1000 mol/LNa2S2O3標準溶液滴定至淺黃色，加3 mL淀粉指示劑，繼續滴定，至溶液變為淺藍色；

iii. 再向上述溶液中加入10% KSCN溶液10 mL，繼續滴定至終點，共消耗Na2S2O3溶液V2 mL。

已知：①CuI、CuSCN均為白色難溶物，CuI能吸附少量I2，CuSCN不吸附I2。

②I2在水溶液中溶解度較小，I-+I2I3-、I-、I2、I3-的平衡體系溶液呈黃色

③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，S2O32-和S4O62-無色；

(1)①步驟i中檢驗含Fe3+離子操作和現象_______。

②已知 Fe3++6F-[FeF6]3-，如果省略步驟i，則導致實驗結果________(填“偏大”或 “偏小” ) 。

(2)①步驟ii中生成沉淀的離子方程式_____________。

②步驟ii中加入的KI的量是理論值的2至3倍，其目的一是使Cu2+充分反應；二是__________。

(3)①步驟iii中加入KSCN溶液使ii中的沉淀轉化為CuSCN沉淀，其目的是___________。

②步驟iii中判定滴定終點的現象是_____________。

(4)經小組測定，廢液中c(Cu2+)=______________。

Answer 1

【答案】從廢液中取出少許放入試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色，證明溶液中含有Fe3+ 偏大 2Cu2++ 4I-=2CuI+ I2或2Cu2++5I-=2CuI+ I3- 使 I2轉化成易溶于水的I3- 釋放CuI沉淀吸附的少量I2 溶液由淺藍色恰好變成無色，且半分鐘不變色

【解析】

(1)①根據Fe3+遇SCN-會使溶液變為血紅色分析判斷；

②根據Fe3++6F-[FeF6]3-及Fe3+、Cu2+的氧化性分析，

(2)①步驟ii中Cu2+與I-會發生氧化還原反應產生CuI和I2，反應產生的I2再結合I-形成I3-；

②根據反應產生的物質及其溶解性分析；

(3)①CuI、CuSCN均為白色難溶物，CuI能吸附少量I2，CuSCN不吸附I2。

②根據I2與淀粉溶液變為藍色判斷；

(4)根據反應轉化關系，得到已知物質與待求物質之間的關系式，然后計算廢液中c(Cu2+)。

(1)①從廢液中取出少許放入試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液顯血紅色，就可以證明溶液中含有Fe3+；

②在步驟i中加入NH4HF2，就可以發生反應Fe3++ 6F-[FeF6]3-，消耗Fe3+，當加入過量KI溶液時，只發生反應2Cu2++4I-=2CuI+I2或2Cu2++ 5I-=2CuI+ I3-；否則還會發生反應：2Fe3++2I-=2Fe2++ I2，產生較多的I2，導致滴定時消耗較多的Na2S2O3標準溶液，使測定結果偏大；

(2)①步驟ii中Cu2+與I-會發生氧化還原反應產生CuI和I2，反應方程式為：2Cu2++ 4I-=2CuI+I2或2Cu2++5I-=2CuI+ I3-；

②向含有Cu2+的溶液中加入KI溶液，發生反應：2Cu2++4I-=2CuI+I2，反應產生的I2在水中溶解度不大，但容易與溶液中的I-發生反應：I-+I2I3-，所以步驟ii中加入的KI的量是理論值的2至3倍，其目的一是使Cu2+充分反應；二是使 I2轉化成易溶于水的I3-；

(3)①步驟ii中加入KI溶液，反應產生CuI沉淀，同時產生I2，在步驟iii中加入KSCN溶液使ii中的CuI沉淀轉化為CuSCN沉淀，利用CuI能吸附少量I2，CuSCN不吸附I2，因此該操作目的是釋放CuI沉淀吸附的少量I2；

③溶液中Cu2+與I-反應產生I2，以淀粉為指示劑，此時溶液為藍色，當不斷滴加Na2S2O3標準溶液時，I2不斷被消耗，當溶液中I2恰好反應完全時，溶液藍色褪去，此時達到滴定終點，故步驟iii中判定滴定終點的現象是滴加最后一滴標準Na2S2O3溶液時，溶液由淺藍色恰好變成無色，且半分鐘不變色；

(4)根據反應方程式：2Cu2++4I-=2CuI+I2，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可得關系式：2Cu2+～I2～2S2O32-，n(S2O32-)=c·V=0.1000 mol/L×V2×10-3 L=1.0×V2×10-4 mol，反應廢液的體積是V1 mL= 1×10-3 L，根據關系式可知n(Cu2+)=n(S2O32-)=1.0×V2×10-4 mol，則反應后廢液中c(Cu2+)== mol/L。