Question

11．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應(yīng)用非常廣泛．某學(xué)習(xí)小組用粗銅（含雜質(zhì)鐵）制備氧化銅晶體（CuCl₂•2H₂O）的流程如下．
粗銅$\stackrel{Cl_{2}}{→}$固體$\stackrel{加稀鹽酸溶液}{→}$溶液Ⅰ$\stackrel{調(diào)節(jié)溶液pH}{→}$
已知常溫下，Cu²⁺、Fe³⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表：

金屬離子	Fe3+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH	1.9	4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH	3.2	6.7

請回答下列問題：
（1）溶液Ⅰ之所以要調(diào)節(jié)溶液pH，目的是除去Fe³⁺且不引人雜質(zhì)．調(diào)節(jié)溶液pH時，理論上可選擇pH最大范圍是3.2≤pH＜4.7．
（2）由溶液Ⅱ制備CuCl₂•2H₂O的操作依次為：邊滴加濃鹽酸邊加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾（填操作名稱）、洗滌干燥．
（3）某學(xué)習(xí)小組用碘量法測定CuCl₂•2H₂O樣品的純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），實驗如下：
a．準確稱取CuCl₂•2H₂O樣品mg于小燒杯中，加入適量蒸餾水和足量的碘化鉀，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)后，將所得混合液配成250mL待測溶液．（已知：2Cu²⁺+4I^-═2Cu↓+I₂）
b．移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉溶液，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，重復(fù)2次，測得消耗標準液體積的平均值為VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）則該樣品中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{1.71cV}{m}$×100%（用含m，c，V的代數(shù)式表示，不用化簡）．如果達到滴定終點時，仰視滴定管讀數(shù)將使測定結(jié)果偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
（4）已知熱化學(xué)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．則由輝銅礦（Cu₂S）制取銅的熱化學(xué)方程式為3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=-652.2kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)溶液的pH，除去Fe³⁺且不引人雜質(zhì)，由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是3.2≤pH＜4.7；（2）由溶液Ⅱ制備CuCl₂•2H₂O晶體的操作依次為：邊滴加濃鹽酸邊加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌干燥；
（3）依據(jù)碘化鉀和氯化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘化亞銅沉淀，和碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇淀粉變藍，依據(jù)碘單質(zhì)被Na₂S₂O₃標準溶液滴定到終點，發(fā)生反應(yīng)離子方程式計算分析；
（4）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進行適當?shù)募訙p，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進行相應(yīng)的加減．

解答 解：（l）調(diào)節(jié)溶液的pH，除去Fe³⁺且不引人雜質(zhì)，由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是3.2≤pH＜4.7；
故答案為：3.2≤pH＜4.7；
（2）由溶液Ⅱ制備CuCl₂•2H₂O晶體的操作依次為：邊滴加濃鹽酸邊加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌干燥，故答案為：過濾；
（3）測定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應(yīng)的氧化性質(zhì)雜質(zhì)）的純度，過程如下：取mg試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用cmol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定，重復(fù)2次，測得消耗標準液體積的平均值為VmL；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，
依據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 2Na₂S₂O₃～2Cu²⁺
        2     2
cmol/L×V×10^-3L cV×10^-3mol
試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分數(shù)=$\frac{cV×10{\;}^{-3}mol×10×171g/mol}{mg}$×100%=$\frac{1.71cV}{m}$×100%，
如果達到滴定終點時，仰視滴定管讀數(shù)，則消耗的Na₂S₂O₃體積偏大，將使測定結(jié)果偏高，
故答案為：$\frac{1.71cV}{m}$×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
根據(jù)蓋斯定律，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；
故答案為：3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=-652.2kJ•mol^-1．

點評 本題考查蓋斯定律得應(yīng)用和物質(zhì)制備，滴定實驗的原理應(yīng)用，滴定過程的反應(yīng)原理和計算方法是解本題的關(guān)鍵，難度較大．