Question

【題目】某興趣小組用堿式碳酸銅[CuCO3·Cu（OH）2]制取銅粉并測定銅粉純度的實驗如下:

步驟1:將一定量的堿式碳酸銅置于燒杯中，向燒杯中加入N2H4的水溶液，邊攪拌邊加熱，有大量的氣體生成和紅色銅析出，將沉淀過濾、低溫干燥得紅色粉末。

步驟2:稱取1.9600 g紅色粉末于燒杯中，緩慢加入足量稀硫酸，邊加熱邊通入氧氣使粉末完全溶解。冷卻,將溶液移入100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度。

書驟3：準確量取20.00mL的溶液，調(diào)節(jié)溶液呈弱酸性，向其中加入過量的KI.，充分反應(yīng)后，以淀粉溶液作指示劑，用0.2000mol/LNa2S2O3標準溶液滴定，滴定終點時共消耗Na2S2O3標準溶液30.00 mL.過程中所發(fā)生的反應(yīng)如下：Cu2++I-CuI↓+I3-（未配平），I3-+S2O32-=S4O62-+I-（未配平）。

（1）步驟1中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

（2）步驟2 中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________。

（3）步驟3 中加入過量KI的作用是_________________。

（4）若銅粉中雜質(zhì)不參與步驟3 的反應(yīng)，通過計算確定紅色粉末中含銅質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）________。

Answer 1

【答案】 CuCO3Cu（OH）2+N2H4 =2Cu+N2↑+3H2O+ CO2↑ 2Cu+ O2+4H+=2Cu2++ H2O 增大I-的濃度，提高Cu2+的轉(zhuǎn)化率 97. 96%

【解析】(1)步驟1:將一定量的堿式碳酸銅置于燒杯中，向燒杯中加入N2H4的水溶液，邊攪拌邊加熱，有大量的氣體生成和紅色銅析出，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，Cu元素化合價降低，則N元素化合價升高，根據(jù)題意應(yīng)該生成氮氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCO3Cu(OH)2+N2H4 =2Cu+N2↑+3H2O+ CO2↑，故答案為：CuCO3Cu(OH)2+N2H4 =2Cu+N2↑+3H2O+ CO2↑；

(2)步驟2中銅與氧氣在硫酸溶液中反應(yīng)生成硫酸銅，反應(yīng)的離子方程式為2Cu+ O2+4H+=2Cu2++ H2O，故答案為：2Cu+ O2+4H+=2Cu2++ H2O；

(3)步驟3中加入過量KI，可以增大I-的濃度，使Cu2++I-CuI↓+I3-平衡正向移動，提高Cu2+的轉(zhuǎn)化率，故答案為：增大I-的濃度，提高Cu2+的轉(zhuǎn)化率；

(4)n(Na2S2O3)=0.2000mol/L×0.03000L=0.0060mol，根據(jù)2Cu2++5I-2CuI↓+I3-，I3-+2S2O32-=S4O62-+3I-。有2Cu2+~I3-~2S2O32-，則n(Cu2+)= n(Na2S2O3)= 0.0060mol，因此紅色粉末中銅的質(zhì)量為0.0060mol×64g/mol×=1.9200g，銅的質(zhì)量分數(shù)為×100%=97. 96%，故答案為：97. 96%。