Question

Ⅰ．已知：I₂＋2S₂O＝S₄O＋2I^－。相关物质的溶度积常数见下表：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)3	CuCl	CuI
Ksp	2.2×10^－20	2.6×10^－39	1.7×10^－7	1.3×10^－12

（1）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，为得到纯净的CuCl₂·2H₂O晶体，加入        ，（填化学式）调至pH＝4，使溶液中的Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀，此时溶液中的c(Fe^3＋)＝            。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl₂·2H₂O晶体。

（2）由CuCl₂·2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是                      。

（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl₂·2H₂O晶体的试样(不含能与I^－发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，用淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00 mL。

①CuCl₂溶液与KI反应的离子方程式为                  。

②该试样中CuCl₂·2H₂O的质量百分数为                 。

Ⅱ．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法生产。

已知：乙烯气相直接水合反应C₂H₄(g)＋H₂O(g)＝C₂H₅OH(g)   △H＝—45.5KJ·mol^－1

下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）

（4）图中压强（、、、）由大到小顺序为                 。

（5）计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点（P₂=7.85Mpa，乙烯平衡转化率为20%）的平衡常数K_p=            （要求写出解题过程）。

本小题提示：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。

Answer

Ⅰ．（1） CuO或Cu(OH)2或 CuCO3或Cu2(OH)2CO3 2.6×10－9 mol·L－1

（2）在干燥的HCl气流中加热脱水（3）①2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2 ②95%

Ⅱ．（4） P4＞P3＞P2＞P1 （5）0.07 Mpa-1

根据反应：CH2＝CH2 ＋ H2O C2H5OH

起始： 1mol 1mol 0

转化： 0.2mol 0.2mol 0.2mol

平衡： 0.8mol 0.8mol 0.2mol

则平衡时乙烯的分压：P(C2H4)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889 Mpa

水蒸气的分压：P(H2O)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889 Mpa

乙醇的分压：P(C2H5OH)＝7.85Mpa×0.2mol/1.8mol＝0.8722 Mpa

则平衡常数Kp＝P(C2H5OH)/ P(C2H4)× P(H2O)

＝0.8722 Mpa/3.4889 Mpa×3.4889 Mpa＝0.07 Mpa-1

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）由于不能引入杂质，则要调节溶液的 pH需要加入CuO或Cu(OH)2或 CuCO3或Cu2(OH)2CO3等。溶液的pH＝4，所以溶液中氢离子浓度为10-4 mol/L，则氢氧根离子浓度为10-10 mol/L，根据氢氧化铁的溶度积常数可知溶液中c（Fe3+）＝Kw[Fe(OH)3]÷c3(OH−)＝2.6×10−39÷(1×10−10)3＝2.6×10-9mol/L；

（2）由于氯化铜水解生成氢氧化铜和氯化氢，即2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可]，水解吸热，加热促进水解，所以需要在干燥的HCl气流中加热脱水。

（3）①根据题干信息可知CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2。

②依据反应的方程式2Na2S2O3+I2＝Na2S4O6+2NaI、2Cu2++4I-＝2CuI↓+I2可知

2Na2S2O3～～～2Cu2+

2 2

0.1000mol/L×0.0200L 0.002mol

所以试样中CuCl2•2H2O的质量百分数＝×100%＝95%。

Ⅱ、（4）在相同的温度下由于乙烯的平衡转化率是P1＜P2＜P3＜P4，由方程式C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是P1＜P2＜P3＜P4。

（3）根据反应方程式可知

CH2＝CH2 ＋ H2O C2H5OH

起始： 1mol 1mol 0

转化： 0.2mol 0.2mol 0.2mol

平衡： 0.8mol 0.8mol 0.2mol

则平衡时乙烯的分压：P(C2H4)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889 Mpa

水蒸气的分压：P(H2O)＝7.85Mpa×0.8mol/1.8mol＝3.4889 Mpa

乙醇的分压：P(C2H5OH)＝7.85Mpa×0.2mol/1.8mol＝0.8722 Mpa

则平衡常数Kp＝P(C2H5OH)/ P(C2H4)× P(H2O)

＝0.8722 Mpa/(3.4889 Mpa×3.4889 Mpa)＝0.07 Mpa-1。

考点：考查Ksp计算和物质制备、沉淀溶解平衡的分析应用、滴定实验的原理应用；压强对平衡移动的影响、化学平衡常数的计算等