Question

15．六水合高氯酸銅[Cu（C1O₄）₂•6H₂O]是一種藍色晶體，易溶于水，120℃時開始分解．實驗室用硫酸銅的粗產(chǎn)品制備少量高氯酸銅晶體的流程如下：

已知：

離子	溶液pH值
	開始沉淀	沉淀完全
Fe2+	7.6	9.6
Fe3+	2.7	3.7
Cu2+	5.2	6.4

（1）寫出A→B過程中發(fā)生反應的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）溶液C中加入稀硫酸調(diào)至pH=1的目的是防止硫酸銅溶液在蒸發(fā)濃縮過程中Cu²⁺發(fā)生水解而得不到純凈的晶體．
（3）如欲檢驗溶液C中的雜質(zhì)是否除凈，其操作是取少量溶液，加入KSCN溶液（NH₄SCN溶液），觀察溶液是否仍然為藍色．
（4）蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)（填寫現(xiàn)象），然后經(jīng)過冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫烘干（或自然干燥）（填寫操作），得到純凈的藍色晶體．
（5）為了測定硫酸銅的粗產(chǎn)品的純度，某同學稱量硫酸銅的粗產(chǎn)品2.000g、加水溶解、加入過量NaOH溶液、（填寫實驗步驟）過濾、洗滌沉淀、在空氣中灼燒，至質(zhì)量不再改變時，稱得質(zhì)量為0.6348g．
（6）該樣品的純度為91.9%．如果樣品的實際純度為93.2%，則測定的相對誤差為-1.4%．

Answer 1

分析 將五水硫酸銅、七水硫酸亞鐵溶于水，然后向溶液中加入稀硫酸、3%雙氧水，雙氧水具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子反應方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；向溶液B中加入NaOH并調(diào)節(jié)溶液的pH至4，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，pH=4時鐵離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀而銅離子不反應，過濾得到的濾渣為Fe（OH）₃，濾液C中含有硫酸銅，向濾液C中加入稀硫酸至pH=1得到溶液D，因為硫酸銅易水解生成氫氧化銅，為抑制硫酸銅水解，所以調(diào)節(jié)溶液的pH至1，將溶液D蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶得到CuSO₄•5H₂O，過濾得到沉淀E，E為CuSO₄•5H₂O，將70%高氯酸加入沉淀E中得到高氯酸銅，將高氯酸銅溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到藍色晶體[Cu（C1O₄）₂•6H₂O]，據(jù)此分析解答．

解答 解：將五水硫酸銅、七水硫酸亞鐵溶于水，然后向溶液中加入稀硫酸、3%雙氧水，雙氧水具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子反應方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；向溶液B中加入NaOH并調(diào)節(jié)溶液的pH至4，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，pH=4時鐵離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀而銅離子不反應，過濾得到的濾渣為Fe（OH）₃，濾液C中含有硫酸銅，向濾液C中加入稀硫酸至pH=1得到溶液D，因為硫酸銅易水解生成氫氧化銅，為抑制硫酸銅水解，所以調(diào)節(jié)溶液的pH至1，將溶液D蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶得到CuSO₄•5H₂O，過濾得到沉淀E，E為CuSO₄•5H₂O，將70%高氯酸加入沉淀E中得到高氯酸銅，將高氯酸銅溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到藍色晶體[Cu（C1O₄）₂•6H₂O]，
（1）根據(jù)以上分析知，該離子反應方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）硫酸銅易水解生成氫氧化銅和硫酸，為防止硫酸銅水解，可以向溶液中加入少量稀硫酸，所以調(diào)節(jié)溶液pH=1的目的是防止硫酸銅溶液在蒸發(fā)濃縮過程中Cu²⁺發(fā)生水解而得不到純凈的晶體，
故答案為：防止硫酸銅溶液在蒸發(fā)濃縮過程中Cu²⁺發(fā)生水解而得不到純凈的晶體；
（3）濾液C中含有的雜質(zhì)離子為鐵離子，鐵離子和KSCN溶液混合得到血紅色溶液，所以可以用KSCN溶液檢驗鐵離子，其檢驗方法為取少量溶液，加入KSCN溶液（NH₄SCN溶液），觀察溶液是否仍然為藍色，
故答案為：取少量溶液，加入KSCN溶液（NH₄SCN溶液），觀察溶液是否仍然為藍色；
（4）蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)，然后經(jīng)過冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫烘干或自然干燥，溫度高時失去結(jié)晶水，
故答案為：有晶膜出現(xiàn)；低溫烘干 （或自然干燥）；
（5）了測定硫酸銅的粗產(chǎn)品的純度，某同學稱量硫酸銅的粗產(chǎn)品2.000g，然后加水溶解、向溶液中加入過量NaOH，過濾、洗滌沉淀、在空氣中灼燒，至質(zhì)量不再改變時，得到的固體是CuO，稱得質(zhì)量為0.6348g，
故答案為：加水溶解；加入過量NaOH（aq）；
（6）根據(jù)原子守恒得CuSO₄.5H₂O---CuO，根據(jù)關(guān)系式知，m（CuSO₄.5H₂O）=$\frac{0.58816g}{80g/mol}$×250g/mol=1.8385g，其純度=$\frac{1.8385g}{2g}$×100%=91.9%，測定相對誤差=$\frac{91.9%-93.2%}{93.2%}$×100%=-1.4%，
故答案為：91.9%；-1.4%．

點評 本題考查物質(zhì)制備和物質(zhì)分離和提純，為高頻考點，側(cè)重考查學生整體分析判斷、實驗操作等能力，把握物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)分離和提純方法、基本反應計算是解本題關(guān)鍵，注意相對誤差的計算方法，題目難度不大．