Question

CuSO₄溶液与K₂C₂O₄溶液反应，得到一种蓝色结晶水合物晶体。通过下述实验确定该晶体的组成：

①称取0.1680g晶体，加入过量的H₂SO₄溶液，使样品溶解后加入适量水，加热近沸，用0.02000mol·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点（溶液变为浅紫红色），消耗20.00mL。

②接着将溶液充分加热，使浅紫红色变为蓝色，此时MnO^—₄转化为Mn²⁺并释放出O₂。

③冷却后加入2g KI固体（过量）和适量Na₂CO₃，溶液变为棕色并生成沉淀。

④用0.05000mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，近终点加指示剂，滴定至终点，消耗10.00mL。

已知：2MnO^—₄+5H₂C₂O₄+6H⁺==2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O

2Cu²⁺+4I^—=2CuI↓+I₂

2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆

（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                   。

（2）步骤④中加入的指示剂为               。

（3）通过计算写出蓝色晶体的化学式（写出计算过程）。

Answer

（1）4MnO4- +12H+=4Mn2++5O2↑+6H2O

（2）淀粉溶液

（3）n(C2O42-)=0.02000×20.00×10-3×5/2=1.00×10-3mol

n(Cu2+)=0.05000×10.00×10-3=5.00×10-4mol 

根据电荷守恒可知，晶体还含有阳离子K+，

n(K+)=2×1.00×10-3-2×5.00×10-4=1.00×10-3mol

故晶体的化学式为K2Cu(C2O4)2·xH2O

m(H2O)=0.1680-5.00×10-4×318=0.009g

n(H2O)=0.009/18=5.00×10-4mol

 故晶体的化学式为K2Cu(C2O4)2·H2O

【解析】

试题分析：本题测定物质组成的综合计算题，(2)有碘单质参与或生成的反应均可以用淀粉作为反应是否完全的依据；（3）根据第①步反应可以计算出C2O42-的量，n(C2O42-)=0.02000×20.00×10-3×5/2=1.00×10-3mol

第②是除去溶液中多余的高锰酸钾溶液，第③④可以计算出铜离子的量

n(Cu2+)=0.05000×10.00×10-3=5.00×10-4mol 

根据电荷守恒可知，晶体还含有阳离子K+，

n(K+)=2×1.00×10-3-2×5.00×10-4=1.00×10-3mol

故晶体的化学式为K2Cu(C2O4)2·xH2O

然后再根据总质量计算出结晶水的量，m(H2O)=0.1680-5.00×10-4×318=0.009g

n(H2O)=0.009/18=5.00×10-4mol

 故晶体的化学式为K2Cu(C2O4)2·H2O

考点：考查以工业测定物质组成而设计的计算题，涉及离子方程式书写，滴定指示剂选择、根据守恒计算等有关问题。