Question

11．铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛．某学习小组用粗铜（含杂质铁）制备氧化铜晶体（CuCl₂•2H₂O）的流程如下．
粗铜$\stackrel{Cl_{2}}{→}$固体$\stackrel{加稀盐酸溶液}{→}$溶液Ⅰ$\stackrel{调节溶液pH}{→}$
已知常温下，Cu²⁺、Fe³⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

金属离子	Fe3+	Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	6.7

请回答下列问题：
（1）溶液Ⅰ之所以要调节溶液pH，目的是除去Fe³⁺且不引人杂质．调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜4.7．
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl₂•2H₂O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶、过滤（填操作名称）、洗涤干燥．
（3）某学习小组用碘量法测定CuCl₂•2H₂O样品的纯度（杂质不参与反应），实验如下：
a．准确称取CuCl₂•2H₂O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250mL待测溶液．（已知：2Cu²⁺+4I^-═2Cu↓+I₂）
b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）则该样品中CuCl₂•2H₂O的质量分数为$\frac{1.71cV}{m}$×100%（用含m，c，V的代数式表示，不用化简）．如果达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（4）已知热化学方程式：2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1；
2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）═6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1．则由辉铜矿（Cu₂S）制取铜的热化学方程式为3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=-652.2kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）调节溶液的pH，除去Fe³⁺且不引人杂质，由表中的数据可知，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜4.7；（2）由溶液Ⅱ制备CuCl₂•2H₂O晶体的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥；
（3）依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应，生成碘化亚铜沉淀，和碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，依据碘单质被Na₂S₂O₃标准溶液滴定到终点，发生反应离子方程式计算分析；
（4）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行适当的加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减．

解答 解：（l）调节溶液的pH，除去Fe³⁺且不引人杂质，由表中的数据可知，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜4.7；
故答案为：3.2≤pH＜4.7；
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl₂•2H₂O晶体的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥，故答案为：过滤；
（3）测定含有CuCl₂•2H₂O晶体的试样（不含能与I^-发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取mg试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用cmol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为VmL；反应的化学方程式为：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，
依据2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 2Na₂S₂O₃～2Cu²⁺
        2     2
cmol/L×V×10^-3L cV×10^-3mol
试样中CuCl₂•2H₂O的质量百分数=$\frac{cV×10{\;}^{-3}mol×10×171g/mol}{mg}$×100%=$\frac{1.71cV}{m}$×100%，
如果达到滴定终点时，仰视滴定管读数，则消耗的Na₂S₂O₃体积偏大，将使测定结果偏高，
故答案为：$\frac{1.71cV}{m}$×100%；偏高；
（4）已知：①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）十2SO₂（g）△H=-768.2KJ•mol^-1
②、2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ•mol^-1
根据盖斯定律，①+②得，3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=（-768.2KJ•mol^-1+116.0KJ•mol^-1）=-652.2kJ•mol^-1；
故答案为：3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=-652.2kJ•mol^-1．

点评 本题考查盖斯定律得应用和物质制备，滴定实验的原理应用，滴定过程的反应原理和计算方法是解本题的关键，难度较大．