Question

工業(yè)上制氯化銅無水物時(shí)，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉（含雜質(zhì)氧化亞鐵和SiO₂），充分?jǐn)嚢韬笫怪�溶解，制取流程如下�?br />
已知：pH≥9.6時(shí)，F(xiàn)e²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；pH≥6.4時(shí)，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；常溫時(shí)K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38．試回答：
（1）根據(jù)常溫時(shí)Fe（OH）₃的K_sp計(jì)算，當(dāng)溶液中的Fe³⁺完全沉淀（此時(shí)溶液中的Fe³⁺物質(zhì)的量的濃度=10^-5mol/L），溶液的pH=______．
（2）溶液D制取無水CuCl₂時(shí)，需在HCl氣體中蒸干，原因是______．
（3）粗CuO溶于過量鹽酸后，得到的溶液B中加入試劑x將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑x可以是______（填以下選項(xiàng)序號(hào)）．
A．KMnO₄溶液    B．氯水    C．NaClO溶液    D．O₃
若用H₂O₂溶液，則反應(yīng)的離子方程式為______．
（4）溶液C加入試劑y，要調(diào)整溶液的pH至3-4，試劑y不能是______（填以下選項(xiàng)序號(hào)），原因是______．
A．NaOH溶液    B．Cu（OH）₂固體    C．Cu₂（OH）₂CO₃固體    D．CuO固體
（5）將ag粗CuO經(jīng)過以上一系列操作之后，最終得到bg無水CuCl₂（不考慮實(shí)驗(yàn)過程中操作引起的損耗），下列說法正確的是______．（N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)）
A．粗CuO中Cu²⁺數(shù)目小于        B．粗CuO中CuO物質(zhì)的量小于  mol
C．粗CuO中所含的銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 x100%
D．粗CuO中關(guān)于CuO的量無法確定．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據(jù)K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38 計(jì)算氫氧根離子濃度，結(jié)合離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度計(jì)算PH；
（2）氯化銅水溶液中水解，在氯化氫氣流中加熱抑制氯化銅水解；
（3）亞鐵離子被氧化為鐵離子的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)分析判斷；過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為水；
（4）加入試劑和酸反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，加入的試劑不能引入新的雜質(zhì)；
（5）依據(jù)銅元素守恒和銅元素在實(shí)驗(yàn)中的變化分析計(jì)算進(jìn)行判斷．
解答：解：（1）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38 當(dāng)溶液中的Fe³⁺完全沉淀，此時(shí)溶液中的Fe³⁺物質(zhì)的量的濃度=10^-5mol/L，c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38；c³（OH^-）=10^-33，c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=10^-3mol/L，PH=3；
故答案為：3；       
（2）溶液D是氯化銅溶液，制取無水CuCl₂時(shí)，需在HCl氣體中蒸干是防止氯化銅水解，HCl抑制CuCl₂水解；
故答案為：HCl抑制CuCl₂水解；
（3）粗CuO溶于過量鹽酸后，得到的溶液B中含有氯化銅和氯化亞鐵，加入試劑x將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑x可以氧化亞鐵離子，但不能引入新的雜質(zhì)；
A．KMnO₄溶液 可以氧化亞鐵離子但引入鉀離子、錳離子，故A不符合；
B．氯水氧化亞鐵離子為氯化鐵，故B符合；
C．NaClO溶液氧化亞鐵離子，引入鈉離子，故C不符合；
D．O₃氧化亞鐵離子，不引入新的雜質(zhì)，故D符合；
過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：BD；  2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入試劑和酸反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，加入的試劑不能引入新的雜質(zhì)；溶液C加入試劑y，要調(diào)整溶液的pH至3-4，試劑y不能是
A．NaOH溶液引入鈉離子，故A符合；
B．Cu（OH）₂固體可以調(diào)節(jié)溶液PH，不一如雜質(zhì)，故B不符合；
C．Cu₂（OH）₂CO₃固體可以調(diào)節(jié)溶液PH，不一如雜質(zhì)，故C不符合；
D．CuO固體可以調(diào)節(jié)溶液PH，不一如雜質(zhì)，故D不符合；
 故答案為：A，將引入新雜質(zhì)NaCl；
（5）將ag粗CuO經(jīng)過以上一系列操作之后，最終得到bg無水CuCl₂（不考慮實(shí)驗(yàn)過程中操作引起的損耗），
A．粗CuO中含有其他物質(zhì)，所以Cu²⁺數(shù)目小于 故A正確；
B．粗CuO中含有其他物質(zhì)，CuO物質(zhì)的量小于 mol，故B正確；
C．粗CuO中含有其他物質(zhì)，所含的銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 x100%，故C錯(cuò)誤；
D．粗CuO中雜質(zhì)不能確定其治療，關(guān)于CuO的量無法確定，故D正確；
故答案為：ABD．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)計(jì)算應(yīng)用，離子性質(zhì)和離子除雜實(shí)驗(yàn)方法分析判斷，題目難度中等．