Question

【題目】膽礬(CuSO4·5H2O)是重要的中藥，有解毒、催吐、祛腐的功效。回答下列問題：

(1)實驗小組利用某有色金屬加工企業的廢次材制得含雜質的CuSO4溶液，由該溶液制得膽礬粗產品需進行的實驗操作是___________、__________、過濾、洗滌、干燥，過濾操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、___________。

(2)制得的粗產品中可能含有Fe2(SO4)3、FeCl3雜質。已知：Cu(OH)2能溶于氨水得到深藍色溶液。選用下列試劑，確定所含雜質。可選用試劑：

蒸餾水、稀硫酸、氨水、 BaCl2溶液、 Ba(NO3)2溶液、KI溶液、AgNO3溶液

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取一定量樣品，加入蒸餾水	固體溶解，得到藍色澄清溶液	⑤該產品含有_____雜質
②取少量①所得溶液，滴入____至過量，過濾、洗滌	先析出沉淀，后沉淀部分溶解得深藍色溶液，過濾，濾渣為紅褐色
③另取少量①所得溶液，加入足量的______溶液	出現白色沉淀
④向③所得上層清液中加入_____溶液	無明顯現象

(3)CuSO4·5H2O的含量通常利用“間接碘量法”測定，步驟如下：

①稱取1.250g產品配成100mL溶液。

②取其中25.00mL溶液，加入足量的NaF溶液后，滴加KI溶液至不再產生沉淀。

③用0.1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定，平行滴定3次。

已知：Cu2+與F-不反應，Fe3+與F-反應生成FeF63－；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

步驟②中，若不加足量的NaF溶液，最終的測量值將___________(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。滴加KI溶液，有白色碘化物沉淀生成，反應的離子方程式為___________；若Na2S2O3標準溶液的平均用量為10.00mL，則膽礬樣品純度為___________%。

Answer 1

【答案】蒸發濃縮 冷卻結晶 玻璃棒 氨水 Ba(NO3)2 AgNO3 Fe2(SO4)3 偏大 2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓+ I2 80.00

【解析】

（1）從溶液中獲得結晶水合物，通常采用蒸發濃縮、降溫結晶的方法。因而從含雜質的CuSO4溶液中獲得硫酸銅晶體，可先蒸發濃縮，獲得高濃度CuSO4溶液（接近或者達到飽和溶液），然后降溫結晶，過濾獲得CuSO4晶體，接著用蒸餾水洗去固體表面的雜質離子，最后干燥可獲得純凈的硫酸銅晶體。過濾中用到玻璃儀器還有玻璃棒。

故答案依次填“蒸發濃縮、冷卻結晶、玻璃棒”。

（2）驗證粗產品中可能含有Fe2(SO4)3、FeCl3雜質的實質是驗證Fe3+、SO42-和Cl-，檢驗Fe3+可采用加堿觀察是否有紅褐色沉淀；檢驗SO42-可先加入鹽酸酸化，再加入BaCl2或硝酸鋇溶液，觀察是否有白色沉淀；而Cl-檢驗則需加入硝酸酸化的AgNO3溶液，觀察是否有白色沉淀。因而結合題中所給試劑，可依次檢驗上述三種離子，因而答案依次填“氨水、Ba(NO3)2、AgNO3”。最后根據三個實驗的現象“‘濾渣為紅褐色’，‘白色沉淀’，‘無明顯現象’”，可知有Fe3+和SO42-，無Cl-，即該產品含有雜質Fe2(SO4)3。

（3）若不加足量的NaF溶液，則殘留的Fe3+與I-反應生成Fe2+和I2，I2單質變多，消耗的Na2S2O3標準溶液增大，因而最終測定值偏大。滴加KI溶液，有白色碘化物沉淀生成，說明有碘化亞銅CuI生成，Cu2+降價，那么I-被氧化成I2，因而離子方程式為2Cu2+ + 4I-=2CuI↓+ I2。觀察方程式I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知n(I2)~ 2n(Na2S2O3),又可知2n(Cu2+)~ n(I2)，可得n(Cu2+)= n(Na2S2O3)= 0.1000mol·L－1×10.00mL=10-3mol，n(CuSO4·5H2O)= n(Cu2+)×100/25=4×10-3mol，因而m(CuSO4·5H2O)= n(CuSO4·5H2O)·M(CuSO4·5H2O)= 4×10-3mol×250g·mol-1=1g，因而膽礬樣品純度為1/1.25×100％=80％。