Question

已知：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
铜矿石中常含有一定量的铁．现将8.000g铜矿石样品经盐酸、硝酸、溴水和尿素处理成1.000L溶液后，取20.00mL溶液加入过量的KI溶液，然后再用0.1000mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液25.00mL；另取20.00mL处理后的溶液，加入NH₄HF₂生成了FeF₃，使Fe³⁺失去氧化I^-的能力．再加入过量的KI溶液后，用0.1000mol/L的Na₂S₂O₃的标准溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液15.00mL．求：铜矿石中铜元素和铁元素的质量分数．
“碘酸根离子”中I元素的化合价为+5，碘酸根离子带一个单位负电荷，则“碘酸根离子”的化学式为

 

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Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：由方程式可得关系式：2Cu²⁺--I₂--2S₂O₃^2-，据此计算20mL样品溶液中Cu²⁺的物质的量，进而计算1000mL样品溶液中n_总（Cu²⁺），再根据m=nM计算Cu元素质量，进而计算Cu元素质量分数；
由方程式可得关系式：2Fe³⁺--I₂--2S₂O₃^2-，据此计算20mL样品溶液中Fe³⁺的物质的量，进而计算1000mL样品溶液中n_总（Fe³⁺），再根据m=nM计算Fe元素质量，进而计算Fe元素质量分数；
“碘酸根离子”中I元素的化合价为+5，碘酸根离子带一个单位负电荷，则“碘酸根离子”的化学式为IO₃^-．

解答： 解：20mL样品溶液中Cu²⁺的物质的量为n（Cu²⁺），则：
2Cu²⁺--I₂--2S₂O₃^2-
2mol          2mol
n（Cu²⁺）      0.1000mol/L×0.015L
n（Cu²⁺）=0.1000mol/L×0.015L=0.0015mol
1000mL样品溶液中Cu²⁺的物质的量为n（Cu²⁺）_总
n（Cu²⁺）_总═0.0015mol×

1000mL

20mL

=0.075mol
1000mL样品溶液中Cu²⁺的质量为m（Cu²⁺）_总=0.075mol×64g/mol=4.8g
8g铜矿石中铜元素的质量分数为：

4.8g

8g

×100%=60%；
20mL样品溶液中Fe³⁺的物质的量为n（Fe³⁺），则：
2Fe³⁺--I₂--2S₂O₃^2-
2mol          2mol
n（Fe³⁺）     0.1000mol/L×（0.025L-0.015L）
n（Fe³⁺）=0.1000mol/L×（0.025L-0.015L）=0.001mol
1000mL样品溶液中Fe³⁺的物质的量为n（Fe³⁺）_总
n（Fe³⁺）_总=0.001mol×

1000mL

20mL

=0.05mol
1000mL样品溶液中Fe³⁺的质量为m（Fe³⁺）_总
m（Fe³⁺）_总=0.05mol×56g/mol=2.8g
8g铜矿石中铁元素的质量分数为：

2.8g

8g

×100%=35%；
“碘酸根离子”中I元素的化合价为+5，碘酸根离子带一个单位负电荷，则“碘酸根离子”的化学式为IO₃^-
答：铜矿石中铜元素的质量分数为60%，铁元素的质量分数为35%；碘酸根离子的化学式为IO₃^-．

点评：本题考查氧化还原反应滴定计算，注意利用关系式计算，侧重考查学生的分析思维能力，属于易错题目，难度中等．