Question

Ⅰ高純MnCO₃是制備高性能磁性材料的主要原料．
實驗室以MnO₂為原料制備少量高純MnCO₃的操作步驟如下：
（1）制備MnSO₄溶液：
在燒瓶中（裝置見右圖）加入一定量MnO₂和水，攪拌，通入SO₂和N₂混合氣體，反應3h．停止通入SO₂，繼續(xù)反應片刻，過濾（已知MnO₂+H₂SO₃=MnSO₄+H₂O）．
①石灰乳作用

除去未反應氯氣，防止氯氣污染空氣

．
②若實驗中將N₂換成空氣，測得反應液中Mn²⁺、SO₄^2-的濃度隨反應時間t變化如右圖．導致溶液中Mn²⁺、SO₄^2-濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是

O₂與H₂SO₃反應生成H₂S0₄

．
（2）制備高純MnCO₃固體：已知MnCO₃難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解；Mn（OH）₂開始沉淀時pH=7.7，請補充由（1）制得的MnSO₄溶液制備高純MnCO₃的操作步驟[實驗中可選用的試劑：Ca（OH）₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH]．
①

邊攪拌邊加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7

；②

過濾，用少量水洗滌2～3次

；③檢驗SO₄^2-是否被洗滌除去；④

用少量C₂H₅OH洗滌

；⑤低于100℃干燥．
Ⅱ鋅鋁合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素．實驗室測定其中Cu含量的步驟如下：
①稱取該合金樣品1.1g，用HCl和H₂O₂溶解后，煮沸除去過量H₂O₂，過濾，濾液定容于
250mL容量瓶中．
②用移液管移取50.00mL濾液于250mL碘量瓶中，控制溶液的pH=3～4，加入過量KI溶液（生成CuI和I₂）和指示劑，
用0.01100mol?L-¹Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂至終點（反應：I₂+2S₂O₃²-=2I-+S₄O₆²-），消耗Na₂S₂O₃溶液6.45mL．
（1）判斷步驟②滴定終點的方法是

淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變

．
（2）計算合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)

2.064%

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）①氯氣有毒，污染空氣，石灰乳與氯氣發(fā)生反應，吸收未反應的氯氣；
②由圖象可知，將N₂換成空氣，反應液中SO₄^2-的濃度隨反應時間增大更多，O₂與H₂SO₃反應生成H₂S0₄；
（2）由于MnCO₃難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解，Mn（OH）₂開始沉淀時pH=7.7，所以向MnSO₄溶液，邊攪拌邊加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7，過濾，用少量水洗滌2～3次，檢驗SO₄^2-是否被洗滌除去，用少量C₂H₅OH洗滌，低于100℃干燥，可得高純MnCO₃；
Ⅱ（1）淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達終點；
（2）由②可知發(fā)生反應2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，根據(jù)關(guān)系式2Cu～2Cu²⁺～I₂～2S₂O₃^2-計算n（Cu）
，再計算m（Cu），據(jù)此計算合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：Ⅰ（1）①石灰乳與氯氣發(fā)生反應：2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，石灰乳除去未反應氯氣，防止氯氣污染空氣，故答案為：除去未反應氯氣，防止氯氣污染空氣；
②空氣中含有氧氣，O₂與H₂SO₃反應生成H₂S0₄，所以反應液中SO₄^2-的濃度隨反應時間增大更多，
故答案為：O₂與H₂SO₃反應生成H₂S0₄；
（2）用MnSO₄溶液制備高純MnCO₃的操作步驟為：
①邊攪拌邊加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7；
②過濾，用少量水洗滌2～3次；
③檢驗SO₄^2-是否被洗滌除去；
④用少量C₂H₅OH洗滌；
⑤低于100℃干燥，可得高純MnCO₃．
故答案為：邊攪拌邊加入NaHCO₃（Na₂CO₃），并控制溶液pH＜7.7；過濾，用少量水洗滌2～3次；用少量C₂H₅OH洗滌；
Ⅱ（1）淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達終點，
故答案為：淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變；
（2）由②可知發(fā)生反應2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，
根據(jù)關(guān)系式2Cu～～～～～～2Cu²⁺～I₂～～～～2S₂O₃^2-，
           2                             2
         n（Cu）                 0.01100mol/L×6.45×10^-3L×5
所以 n（Cu）=0.01100mol/L×6.45×10^-3L×5=5.5×6.45×10^-5mol，
合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為

5.5×6.45×10-5mol×64g/mol

1.1g

×100%=2.064%，
故答案為：2.064%．

點評：本題主要考查學生的實驗設(shè)計能力、對方案理解、對給予信息的分析運用能力．滴定實驗是中學定量分析中的常用方法，以此為情境，考查學生分析實驗的能力和數(shù)據(jù)處理及計算能力．難度較大，要求學生要有扎實的基礎(chǔ)知識和靈活應用知識解決問題的能力．