Question

20．間接碘量法測定膽礬中銅含量的原理如下：在弱酸性條件下，膽礬中Cu²⁺與I^-作用定量析出I₂，I₂溶于過量的KI溶液中：I₂+I^-→I₃^-，再用c mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定：2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-．（已知氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞I₂＞FeF₆^3-）準確稱取a g膽礬試樣（含有少量Fe³⁺雜質(zhì)），置于250mL碘量瓶（帶磨口塞的錐形瓶）中，加50mL蒸餾水、5mL 3mol/L H₂SO₄溶液，加少量NaF，再加入足量的10% KI溶液，搖勻．蓋上碘量瓶瓶蓋，置于暗處5min，充分反應后，加入指示劑，用Na₂S₂O₃標準溶液滴定，共用去VmL標準液．
（1）硫酸銅溶液與碘化鉀溶液反應生成白色沉淀（碘化亞銅）并析出碘，該反應的離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．
（2）Cu²⁺與I^-的反應，若酸度太高，則反應速率很慢，但酸度太低也不行．本實驗中加入少量硫酸的作用是提供酸性條件，抑制Cu²⁺的水解．
（3）實驗中，在加KI前需加入少量NaF，推測其作用可能是掩蔽Fe³⁺，防止造成偏大的誤差．
（4）本實驗中用碘量瓶而不用普通錐形瓶以免反應過程中有空氣進入，是因為加蓋磨口塞可防止空氣進入錐形瓶氧化I^-，影響I₂的量的測定，若用普通錐形瓶進行該實驗，則測定結(jié)果偏低（選填“偏高”、“偏低”、“不受影響”）．
（5）滴定實驗中所用的指示劑為淀粉溶液，判定滴定終點的現(xiàn)象是當加入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液時，錐形瓶中溶液恰好由藍色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色且半分鐘不變化．根據(jù)本次實驗結(jié)果，該膽礬試樣中銅元素的質(zhì)量分數(shù)ω（Cu）=$\frac{64cV}{10a}$%．

Answer 1

分析 （1）硫酸銅溶液與碘化鉀溶液反應生成白色沉淀（CuI）并析出碘，配平書寫離子方程式；
（2）Cu²⁺能發(fā)生水解反應溶液呈酸性，加入硫酸可抑制水解；
（3）膽礬加酸溶解后溶液中含有Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺能氧化I^-生成I₂，F(xiàn)e³⁺的存在影響Cu²⁺的測定；
（4）氧氣能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，影響Cu²⁺的測定；
（5）碘單質(zhì)遇到淀粉變藍色，隨硫代硫酸鈉溶液滴入，碘單質(zhì)反應完全后，溶液藍色變?yōu)闊o色；
根據(jù)關(guān)系式：2Cu²⁺～I₂～I₃^-～2S₂O₃^2-計算出Cu²⁺的質(zhì)量，再用Cu²⁺的質(zhì)量除以樣品質(zhì)量即可．

解答 解：（1）硫酸銅溶液與碘化鉀溶液反應生成白色沉淀（碘化亞銅）并析出碘，離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，
故答案為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
（2）Cu²⁺能發(fā)生水解反應溶液呈酸性，提供酸性條件，抑制Cu²⁺的水解，
故答案為：提供酸性條件，抑制Cu²⁺的水解；
（3）膽礬加酸溶解后溶液中含有Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺能氧化I^-生成I₂，造成Cu的質(zhì)量偏大，影響測定結(jié)果，加入少量NaF，發(fā)生反應Fe³⁺+6F-=[FeF₆]^3-，F(xiàn)eF₆^3-不能氧化I^-，
故答案為：掩蔽Fe³⁺，防止造成偏大的誤差；
（4）用碘量瓶溶液不與空氣中氧氣接觸，而用普通錐形瓶能與空氣中氧氣接觸，氧氣能與碘化鉀反應生成單質(zhì)碘，導致消耗Na₂S₂O₃標準溶液偏小，測定Cu元素質(zhì)量分數(shù)偏低，所以用碘量瓶防止空氣中的氧氣與碘化鉀反應，影響I₂的量的測定，
故答案為：加蓋磨口塞可防止空氣進入錐形瓶氧化I^-，影響I₂的量的測定；偏低；
（5）滴定實驗是用Na₂S₂O₃標準溶液滴定反應生成的碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇淀粉溶液變藍色，選擇滴定指示劑為淀粉，滴定終點判斷為：當加入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液時，錐形瓶中溶液恰好由藍色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色且半分鐘不變化即到達滴定終點，
故答案為：淀粉溶液；當加入最后一滴Na₂S₂O₃標準溶液時，錐形瓶中溶液恰好由藍色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色且半分鐘不變化；
Na₂S₂O₃標準溶液的物質(zhì)的量為cmol/L×V×10^-3L，由關(guān)系式：2Cu²⁺～I₂～I₃^-～2S₂O₃^2-，可知Cu²⁺的物質(zhì)的量為cmol/L×V×10^-3L，Cu²⁺的質(zhì)量為：cmol/L×V×10^-3L×64g/mol，所以ω（Cu）=$\frac{cmol/L×V×1{0}^{-3}L×64g/mol}{ag}$×100%=$\frac{64cV}{10a}$%，
故答案為：$\frac{64cV}{10a}$%．

點評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，涉及氧化還原反應滴定應用，側(cè)重于學生實驗能力和分析能力的考查，注意利用關(guān)系式法解答，題目難度中等．