Question

【題目】某銅合金中Cu的質量分數為80%～90%，還含有Fe等。通常用間接碘量法測定其中Cu的含量，步驟如下：

Ⅰ．稱取a g樣品，加入稀H2SO4和H2O2溶液使其溶解，煮沸除去過量的H2O2，冷卻后過濾，濾液定容于250 mL容量瓶中；

Ⅱ．取50.00 mL濾液于錐形瓶中，加入NH4F溶液，控制溶液pH為3～4，充分反應后，加入過量KI溶液，生成白色沉淀，溶液呈棕黃色；

Ⅲ．向Ⅱ的錐形瓶中加入c mol·L1 Na2S2O3溶液滴定，至錐形瓶中溶液為淺黃色時，加入少量淀粉溶液，繼續滴至淺藍色，再加入KSCN溶液，劇烈振蕩后滴至終點；

Ⅳ．平行測定三次，消耗Na2S2O3溶液的體積平均為v mL，計算銅的質量分數。

已知：ⅰ．F與Fe3+生成穩定的FeF63（無色）。

ⅱ．I2在水中溶解度小，易揮發。

ⅲ．I2+I I3（棕黃色）。

ⅳ．I2+2Na2S2O3== 2NaI+Na2S4O6（無色）。

(1)Ⅰ中Cu溶解的離子方程式是__________________________。

(2)Ⅱ中Cu2+和I反應生成CuI白色沉淀和I2。

①加入NH4F溶液的目的是__________________________。

②Cu2+和I反應的離子方程式是_________________________。

③加入過量KI溶液的作用是________________________________。

(3)室溫時，CuSCN的溶解度比CuI小。CuI沉淀表面易吸附I2和I3，使測定結果不準確。Ⅲ中，在滴定至終點前加入KSCN溶液的原因是_。

(4)樣品中Cu的質量分數為______(列出表達式)。

Answer 1

【答案】Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 將溶液中的Fe3+轉化為FeF63，防止其氧化I 2Cu2++4I=2CuI↓+I2 將Cu2+充分還原為CuI；I與I2結合生成I3，減少I2的揮發 將CuI沉淀轉化為溶解度更小的CuSCN沉淀，釋放出吸附的I2和I3，提高測定結果的準確程度 (63.5×5×cv×103×)×100%

【解析】

(1)Ⅰ中Cu在酸性條件下被雙氧水氧化生成銅離子和水；

(2)①由于樣品中含有少量鐵單質，在酸性條件下被溶解為鐵離子，鐵離子具有氧化性也可與I反應，影響Cu含量測定的準確性；

②根據題意，Cu2+和I反應CuI白色沉淀和I2；

③加入過量KI溶液可確保將Cu2+充分還原為CuI，提高Cu含量測定的準確性；

(3)室溫時，CuSCN的溶解度比CuI小，加入KSCN溶液可使沉淀發生轉化，釋放沉淀表面易吸附I2和I3；

(4)根據2Cu2++4I=2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3= 2NaI+Na2S4O6可得：2Cu2+~ I2~ Na2S2O3，根據滴定消耗Na2S2O3計算Cu2+的物質的量，再計算樣品中Cu的質量分數。

(1)Ⅰ中Cu在酸性條件下被雙氧水氧化生成銅離子和水，離子反應方程式為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；

(2)①由于樣品中含有少量鐵單質，在酸性條件下被溶解為鐵離子，鐵離子具有氧化性也可與I反應，導致消耗I的含量最大，使Cu含量測定不準確，根據題意，F與Fe3+生成穩定的FeF63(無色)，加入NH4F溶液的目的是將溶液中的Fe3+轉化為FeF63，防止其氧化I，確保Cu含量測定的準確性；

②根據題意，Cu2+和I反應CuI白色沉淀和I2，離子方程式為：2Cu2++4I=2CuI↓+I2；

③加入過量KI溶液可確保將Cu2+充分還原為CuI，同時過量的KI溶液可發生I2+I I3，I與I2結合生成I3，減少I2的揮發，提高Cu含量測定的準確性；

(3)因室溫時，CuSCN的溶解度比CuI小，加入KSCN溶液，將CuI沉淀轉化為溶解度更小的CuSCN沉淀，轉化過程中釋放出吸附的I2和I3，I2充分被滴定，提高測定結果的準確程度；

(4)根據2Cu2++4I=2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可得：2Cu2+~ I2~ Na2S2O3，滴定50.00mL濾液過程中消耗n(Na2S2O3)=cmol·L1×v×10-3L=cv×10-3mol，則n(Cu)= n(Cu2+)= 2n(Na2S2O3)=2cv×10-3mol，則樣品中Cu的質量分數為==(63.5×5×cv×103×)×100%。