1、
某铜合金中Cu的质量分数为80%~90%,还含有Fe等。通常用间接碘量法测定其中Cu的含量,步骤如下:
Ⅰ.称取a g样品,加入稀H2SO4和H2O2溶液使其溶解,煮沸除去过量的H2O2,冷却后过滤,滤液定容于250 mL容量瓶中;
Ⅱ.取50.00 mL滤液于锥形瓶中,加入NH4F溶液,控制溶液pH为3~4,充分反应后,加入过量KI溶液,生成白色沉淀,溶液呈棕黄色;
Ⅲ.向Ⅱ的锥形瓶中加入c mol·L−1 Na2S2O3溶液滴定,至锥形瓶中溶液为浅黄色时,加入少量淀粉溶液,继续滴至浅蓝色,再加入KSCN溶液,剧烈振荡后滴至终点;
Ⅳ.平行测定三次,消耗Na2S2O3溶液的体积平均为v mL,计算铜的质量分数。
已知:ⅰ.F−与Fe3+生成稳定的FeF63−(无色)。
ⅱ.I2在水中溶解度小,易挥发。
ⅲ.I2+I−⇌ I3−(棕黄色)。
ⅳ.I2+2Na2S2O3== 2NaI+Na2S4O6(无色)。
(1)Ⅰ中Cu溶解的离子方程式是__________________________。
(2)Ⅱ中Cu2+和I−反应生成CuI白色沉淀和I2。
①加入NH4F溶液的目的是__________________________。
②Cu2+和I−反应的离子方程式是_________________________。
③加入过量KI溶液的作用是________________________________。
(3)室温时,CuSCN的溶解度比CuI小。CuI沉淀表面易吸附I2和I3−,使测定结果不准确。Ⅲ中,在滴定至终点前加入KSCN溶液的原因是_。
(4)样品中Cu的质量分数为______(列出表达式)。
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 将溶液中的Fe3+转化为FeF63−,防止其氧化I− 2Cu2++4I−=2CuI↓+I2 将Cu2+充分还原为CuI;I−与I2结合生成I3−,减少I2的挥发 将CuI沉淀转化为溶解度更小的CuSCN沉淀,释放出吸附的I2和I3−,提高测定结果的准确程度 (63.5×5×cv×10−3×)×100%
(1)Ⅰ中Cu在酸性条件下被双氧水氧化生成铜离子和水;
(2)①由于样品中含有少量铁单质,在酸性条件下被溶解为铁离子,铁离子具有氧化性也可与I−反应,影响Cu含量测定的准确性;
②根据题意,Cu2+和I−反应CuI白色沉淀和I2;
③加入过量KI溶液可确保将Cu2+充分还原为CuI,提高Cu含量测定的准确性;
(3)室温时,CuSCN的溶解度比CuI小,加入KSCN溶液可使沉淀发生转化,释放沉淀表面易吸附I2和I3−;
(4)根据2Cu2++4I−=2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3= 2NaI+Na2S4O6可得:2Cu2+~ I2~ Na2S2O3,根据滴定消耗Na2S2O3计算Cu2+的物质的量,再计算样品中Cu的质量分数。
(1)Ⅰ中Cu在酸性条件下被双氧水氧化生成铜离子和水,离子反应方程式为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
(2)①由于样品中含有少量铁单质,在酸性条件下被溶解为铁离子,铁离子具有氧化性也可与I−反应,导致消耗I−的含量最大,使Cu含量测定不准确,根据题意,F−与Fe3+生成稳定的FeF63−(无色),加入NH4F溶液的目的是将溶液中的Fe3+转化为FeF63−,防止其氧化I−,确保Cu含量测定的准确性;
②根据题意,Cu2+和I−反应CuI白色沉淀和I2,离子方程式为:2Cu2++4I−=2CuI↓+I2;
③加入过量KI溶液可确保将Cu2+充分还原为CuI,同时过量的KI溶液可发生I2+I− ⇌ I3−,I−与I2结合生成I3−,减少I2的挥发,提高Cu含量测定的准确性;
(3)因室温时,CuSCN的溶解度比CuI小,加入KSCN溶液,将CuI沉淀转化为溶解度更小的CuSCN沉淀,转化过程中释放出吸附的I2和I3−,I2充分被滴定,提高测定结果的准确程度;
(4)根据2Cu2++4I−=2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可得:2Cu2+~ I2~ Na2S2O3,滴定50.00mL滤液过程中消耗n(Na2S2O3)=cmol·L−1×v×10-3L=cv×10-3mol,则n(Cu)= n(Cu2+)= 2n(Na2S2O3)=2cv×10-3mol,则样品中Cu的质量分数为==(63.5×5×cv×10−3×)×100%。
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