Question

某化學(xué)小組擬用粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì)）制取無水氯化銅，其實驗流程如下圖所示：

（1）步驟①中氧化銅與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（2）步驟①、③的過濾操作中，除用到鐵架臺（帶鐵圈）、普通漏斗外，還需要使用的玻璃儀器是

 

．
（3）已知：

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Cu2+	4.7	6.7
提供的試劑：a．NaOH   b．H2O2   c．Na2CO3  d．CuO

參照表中給出的數(shù)據(jù)和試劑，請回答：
步驟②的目的是

 

，反應(yīng)的離子方程式是

 

．步驟③中調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是

 

，試劑Y是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質(zhì)，將粗CuO溶于過量鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過濾，得到沉淀I為不溶于酸的雜質(zhì)，溶液I中溶質(zhì)為FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后調(diào)節(jié)pH過濾，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知，應(yīng)該先將FeCl₂氧化為鐵鹽，為不引進(jìn)新的雜質(zhì)，氧化劑X應(yīng)該為Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH，所以Y可以是CuO，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛圍中加熱CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂；
（1）堿性氧化物和酸反應(yīng)生成鹽和水；
（2）需要引流的儀器和盛放溶液的儀器；
（3）步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后調(diào)節(jié)溶液的pH除去鐵離子；當(dāng)鐵離子完全沉淀時溶液的pH為3.2，當(dāng)銅離子出現(xiàn)沉淀時溶液的pH為4.7，調(diào)節(jié)溶液的pH要除去鐵離子而不能除去銅離子．

解答： 解：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質(zhì)，將粗CuO溶于過量鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過濾，得到沉淀I為不溶于酸的雜質(zhì)，溶液I中溶質(zhì)為FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后調(diào)節(jié)pH過濾，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知，應(yīng)該先將FeCl₂氧化為鐵鹽，為不引進(jìn)新的雜質(zhì)，氧化劑X應(yīng)該為Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH，所以Y可以是CuO，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛圍中加熱CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂．
（1）通過以上分析知，CuO和酸反應(yīng)生成銅鹽和水，離子方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O； 
（2）還需要起引流作用的玻璃棒，盛放溶液的燒杯，故答案為：玻璃棒、燒杯；
（3）步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后調(diào)節(jié)溶液的pH除去鐵離子，選取雙氧水時發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；當(dāng)鐵離子完全沉淀時溶液的pH為3.2，當(dāng)銅離子出現(xiàn)沉淀時溶液的pH為4.7，調(diào)節(jié)溶液的pH要除去鐵離子而不能除去銅離子，所以溶液的pH范圍為3.2-4.7，可以加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH，故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O； 3.2-4.7； CuO．

點評：本題考查混合物的分離和提純，涉及除雜劑的選取、氧化還原反應(yīng)、儀器的選取等知識點，側(cè)重考查整體分析解答能力，會根據(jù)儀器的作用選取儀器，難點是確定調(diào)節(jié)溶液的pH時pH的取值范圍，題目難度中等．