Question

【題目】某興趣小組利用廢舊電池的銅帽（銅鋅總含量約99%）制備了CuSO4·5H2O樣品，制備流程如下：

（1）“溶解Ⅱ”過程中，發生反應的離子方程式為___。

（2）“溶解Ⅱ”過程中應控制反應溫度，溫度不能過高的原因是___。

（3）為測定所得CuSO4·5H2O樣品的純度，興趣小組進行了如下實驗：稱取2.540g樣品，配制成250mL溶液，取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入過量KI并充分振蕩后，滴加幾滴淀粉溶液，再滴入0.0400mol·L－1的Na2S2O3溶液至剛好完全反應，恰好完全反應時消耗Na2S2O3溶液的體積為25.00 mL。實驗過程中發生的反應如下：2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2、2S2O32-＋I2＝S4O62-＋2I－

①配制250mL溶液所需的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外還有___。

②計算出樣品中CuSO4·5H2O的質量分數。___（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】3Cu＋8H＋＋2NO3-＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 防止硝酸揮發及分解 250mL容量瓶、玻璃棒 98.43%

【解析】

廢棄舊電池的銅帽用稀硫酸其中的Zn，經過濾后得到不溶于酸的Cu，再用稀硫酸和稀硝酸溶解Cu，因硝酸具有強氧化性，能在酸性條件下氧化銅生成銅鹽，將所得硫酸銅溶液加熱蒸發濃縮，再冷卻結晶，最后過濾、洗滌即可獲得CuSO4·5H2O；

（1）“溶解Ⅱ”過程中是Cu溶解于稀硝酸生成硝酸銅、NO和水；

（2）硝酸具有揮發性，且不穩定；

（3）①根據配制一定物質的量濃度的溶液操作步驟判斷需要的玻璃儀器；

②已知：2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2，2S2O32-+I2═2I-+S4O62-，得關系式2CuSO4·5H2O～2Cu2+～I2～2S2O32-，結合滴定時消耗的Na2S2O3溶液體積，計算參加反應的Na2S2O3的物質的量，再計算出CuSO4·5H2O的物質的量，最后計算樣品的質量分數。

（1）“溶解Ⅱ”過程中是Cu溶解于稀硝酸生成硝酸銅、NO和水，發生反應的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO3-＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

（2）硝酸具有揮發性，且不穩定，受熱易分解，故“溶解Ⅱ”過程中應控制反應溫度，溫度不能過高，以防止硝酸分解和揮發，提高硝酸的利用率，

故答案為：防止硝酸揮發及分解；

（3）①配制250mL溶液的主要操作步驟是稱量、溶解、轉移、洗滌、定容及搖勻，所需玻璃儀器依次是燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管等，則還需要玻璃棒、250mL容量瓶，

故答案為：250mL容量瓶、玻璃棒；

②n(Na2S2O3)=0.02500L×0.04000mol·L1=1.000×103mol，

根據關系式2Cu2+～I2～2S2O32-，

n(CuSO4)=n(Na2S2O3)=1.000×103mol，

250mL溶液中n(CuSO4)=×1.000×103mol=1.000×102mol，

m(CuSO4·5H2O)=1.000×102mol×250g·mol1=2.500g，

樣品中CuSO4·5H2O的質量分數為×100%=98.43%。