Question

【題目】CuSO4溶液與K2C2O4溶液混合反應，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0.6720g樣品，放入錐形瓶，加入適量2molL﹣1稀硫酸，微熱使樣品溶解．再加入30mL水加熱，用0.2000molL﹣1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗8.00mLKMnO4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0.2500molL﹣1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗8.00mLNa2S2O3溶液．
已知涉及的部分反應的離子方程式為：
步驟a：2MnO4﹣+5C2O42﹣+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑
步驟b：2Cu2++4I﹣=2CuI↓+I2 I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣
（1）已知室溫下CuI的Ksp=1.27×10﹣12 ， 欲使溶液中c（Cu+）≤1.0×10﹣6molL﹣1 ， 應保持溶液中c（I﹣）≥molL﹣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．

Answer 1

【答案】
（1）1.27×10﹣6
（2）4MnO4﹣+12H+ 4Mn2++5O2↑+6H2O；偏高
（3）溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色
（4）解：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．

【解析】解：（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 ， 所以答案是：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，所以答案是：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，所以答案是：溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色；