Question

CuSO₄溶液與K₂C₂O₄溶液混合生成一種藍色鉀鹽水合物K_aCu_b(C₂O₄)_c·nH₂O。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2mol·L^－1稀硫酸，微熱使樣品溶解。再加入30 mL水加熱，用0.2000mol·L^－1 KMnO₄溶液滴定至終點，消耗8.00 mL KMnO₄溶液。有關反應：2MnO₄^－＋5C₂O₄^2－＋16H^＋=2Mn²⁺＋8H₂O＋10CO₂↑
步驟b：接著將溶液充分加熱。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0.2500mol·L^－1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，消耗8.00 mL Na₂S₂O₃溶液。滴定時反應為：I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－
（1）步驟b中生成白色沉淀的離子方程式：                   。
（2）步驟b中“將溶液充分加熱”的目的是                     。
（3）請完成下列確定樣品組成的計算過程。
①計算樣品中n (C₂O₄^2－)（寫出計算過程）
②計算樣品中n (Cu²⁺) （寫出計算過程）
③根據         原理可求出n (K⁺)，再依據         原理求得n (H₂O)
④該樣品晶體的化學式為        

Answer 1

（1）2Cu^2＋＋4I^－=2CuI↓＋I₂ （2）除去微量的MnO₄^－，以免影響實驗結果的測定  
（3）①  2MnO₄^－ ~  5C₂O₄^2－                 ②   2S₂O₃^2－ ~ I₂ ~ 2Cu²⁺
2           5                           2            2
0.2×8×10^-3mol    4×10^-3mol             0.25×8×10^-3mol    2×10^-3mol
n (C₂O₄^2－)= 4×10^-3mol                           n (Cu²⁺)= 2×10^-3mol      
③電荷守恒    質量守恒    ④K₂Cu(C₂O₄)₂·H₂O                                

解析試題分析：（1）由Cu²⁺→～e^-，2I^-→I₂～2e^-，結合原子守恒和電荷守恒配平。
（2）MnO₄^－與C₂O₄^2－發生氧化還原反應，加熱可使二者反應充分，防止MnO₄^－對后面的實驗干擾。
（3）①由關系式2MnO₄^－ ~  5C₂O₄^2－，n (C₂O₄^2－)=n (MnO₄^－)= 0.2×8×10^-3mol= 4×10^-3mol;
②由關系式2S₂O₃^2－ ~ I₂ ~ 2Cu²⁺，n (Cu²⁺)= n (S₂O₃^2－)= 0.25×8×10^-3mol = 2×10^-3mol
③電荷守恒式：n(K⁺)+2n(Cu²⁺)=2n( C₂O₄^2－),將n (Cu²⁺)= 2×10^-3mol，n (C₂O₄^2－)= 4×10^-3mol帶入，解得n(K⁺)=4×10^-3mol；m(H₂O)=m(樣品)－m (K⁺)－ m(Cu²⁺)－m( C₂O₄^2－)。
④m（H₂O）="0." 6720g－4×10^-3mol×39g?mol^-1－2×10^-3mol×64g?mol^-1－4×10^-3mol×88 g?mol^-1=0.036g
n（H₂O）="0.036" g/（18 g?mol^-1）="0." 002 mol，即n(K⁺): n(Cu²⁺): n( C₂O₄^2－):n（H₂O）=2:1:2:1，即化學式為K₂Cu(C₂O₄)₂·H₂O。
考點：考查晶體的組成測定，涉及到氧化還原反應的知識，掌握實驗的原理是解題的關鍵，難度中等。