Question

CuSO₄溶液與K₂C₂O₄溶液反應，得到一種藍色結(jié)晶水合物晶體．通過下述實驗確定該晶體的組成：
①稱取0.168 0g晶體，加入過量的H₂SO₄溶液，使樣品溶解后加入適量水，加熱近沸，用0.020 00mol?L^-1 KMnO₄溶液滴定至終點（溶液變?yōu)闇\紫紅色），消耗20.00mL．
②接著將溶液充分加熱，使淺紫紅色變?yōu)樗{色，此時Mn轉(zhuǎn)化為Mn²⁺并釋放出O₂
③冷卻后加入2g KI固體（過量）和適量Na₂CO₃，溶液變?yōu)樽厣�并生成沉淀�?br/>④用0.050 00mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定，近終點時加指示劑，滴定至終點，消耗10.00mL．
已知：2Mn+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
2Cu²++4I^-═2CuI↓+I₂　2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆
（1）步驟②中發(fā)生反應的離子方程式為______．
（2）步驟④中加入的指示劑為______．
（3）通過計算寫出該藍色晶體的化學式（寫出計算過程）．

Answer 1

解：（1）錳元素化合價由MnO₄^-中+7價降低為Mn²⁺中+2價，1個Mn²⁺化合價變化5，氧元素化合價由-2價升高為0價，1個氧氣化合價變化4，據(jù)化合價升降總數(shù)相等，化合價升降的最小公倍數(shù)為20，所以Mn²⁺的系數(shù)為4，O₂的系數(shù)為5，再根據(jù)元素守恒（電荷守恒），得方程式為：4MnO₄^-+12H⁺═4Mn²⁺+5O₂↑+6H₂O，
故答案為：4MnO₄^-+12H⁺═4Mn²⁺+5O₂↑+6H₂O；
（2）碘遇淀粉溶液變藍，當藍色消失時，表明反應2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆完全進行，故答案為：淀粉溶液；
（3）n（C₂O₄^2-）=0.02000mol?L^-1×20.00×10^-3L×=1.000×10^-3mol
n（Cu²⁺）=0.05000mol?L^-1×10.00×10^-3L=0.5000×10^-3mol，
由電荷守恒知，該晶體的化學式為K₂[Cu（C₂O₄）₂]?xH₂O，
m（H₂O）=0.1680g-0.5000×10^-3 mol×M[K₂Cu（C₂O₄）₂]
=0.1680g-0.5000×10^-3mol×318 g?mol^-1=0.009g，
n（H₂O）=0.009 g/（18 g?mol-1）=0.5000×10^-3 mol，
n（H₂O）：n（Cu²⁺）=1：1，即x=1，
答：該晶體的化學式為K₂[Cu（C₂O₄）₂]?H₂O．
分析：（1）由題目信息，可知錳元素化合價由MnO₄^-中+7價降低為Mn²⁺中+2價，1個Mn²⁺化合價變化5，氧元素化合價由-2價升高為0價，1個氧氣化合價變化4，據(jù)化合價升降總數(shù)相等，化合價升降的最小公倍數(shù)為20，所以Mn²⁺的系數(shù)為4，O₂的系數(shù)為5，再根據(jù)元素守恒（電荷守恒），配平其它物質(zhì)的系數(shù)；
（2）根據(jù)碘遇淀粉溶液變藍，當藍色消失時，表明反應2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆完全進行；
（3）先根據(jù)方程式2Mn+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O求出n（C₂O₄^2-），再根據(jù)關(guān)系式Cu²⁺ Na₂S₂O₃求出n（Cu²⁺），根據(jù)電荷守恒可得化學式K₂[Cu（C₂O₄）₂]?xH₂O，最后根據(jù)質(zhì)量守恒求出x，最終求出化學式．
點評：本題主要考查了晶體的組成測定，涉及到氧化還原反應的知識，掌握實驗的原理是解題的關(guān)鍵，難度中等．