Question

（16分）以锌铜合金的废料为原料制备硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）的部分工艺流程如图所示：

（1）酸溶时，铜转化为Cu²⁺的离子方程式为       ，锌铜合金要剪成碎片且反应过程要不断搅拌，其目的是        。

（2）为使酸溶后的溶液中不含NO₃^-，配制混酸稀溶液时，应控制硫酸与硝酸的物质的量之比不小于    。

（3）“系列操作”为      、       、过滤、洗涤、干燥。

（4）测定除锌后的溶液中Cu²⁺离子浓度的方法为：准确量取V₁mL除锌后的溶液于锥形瓶中，调节pH=3～4，加入过量KI，充分反应后，滴加2滴淀粉溶液，再慢慢滴加c mol/L Na₂S₂O₃标准溶液至恰好完全反应，消耗Na₂S₂O₃标准溶液V₂ mL。已知： 2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂     2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-

①“恰好反应”时溶液的颜色变化为       。

②Cu²⁺离子的物质的量浓度为       mol/L（用V₁ 、V₂、c表示）。

③若除锌后的溶液中仍含有NO₃^-离子，则测定结果会       （填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

Answer

（16分，除特别注明外，每空2分）

（1）3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 增大接触面积（或使反应充分或加快反应速率）

（2）3:2（或1.5）；（3）蒸发浓缩、冷却结晶

（4）①蓝色变为无色； ②cV2/V1 ； ③偏大

【解析】

试题分析：（1）酸溶时，铜与硝酸发生氧化还原反应，Cu转化为Cu2+，反应的离子方程式为3Cu+8H++2 NO3- =3Cu2++2NO↑+4H2O；锌铜合金要剪成碎片且反应过程要不断搅拌，其目的是增大接触面积（或使反应充分或加快反应速率。（2）Cu、Zn都是+2价的金属，根据反应方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知n(H+）:n(NO3-）=8：2；HNO3产生的H+和NO3-是1:1，所以硫酸产生的H+的物质的量是6mol，则硫酸的物质的量是3mol，所以硫酸与硝酸的物质的量之比3:2，（3）“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（4）①“恰好反应”时溶液的颜色变化为溶液由蓝色变为无色；②根据方程式可得关系式2Cu2+—I2—2S2O32-。反应消耗的Na2S2O3的物质的量是n(Na2S2O3）= c ∙V2mol，则根据关系式可知Cu2+离子的物质的量是c ∙V2mol，因此其浓度为c ∙V2mmol÷V1mL= cV2/V1mol/L。③若除锌后的溶液中仍含有 NO3-离子，由于酸性条件下 NO3-氧化性，会氧化I-生成I2，会使Na2S2O3消耗的体积偏大，因此计算得到的n(Cu2+）偏大，因此其浓度也偏大。

考点：考查化学反应速率的计算及影响因素、离子方程式的书写、滴定方法的应用及物质的量浓度的计算。