Question

18．工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程是：①將粗氧化銅（含少量Fe及不溶于酸的雜質(zhì)）溶解于稀鹽酸中，過濾；②對①所得濾液按下列步驟進(jìn)行操作：
已知Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺開始沉淀時(shí)的pH分別為1.9、7.0、4.7，沉淀完全時(shí)pH分別為3.2、9.0、6.7．請回答以下問題：
（1）已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有強(qiáng)氧化性，其中最適合的X是H₂O₂，其反應(yīng)的離子方程式是2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）Y物質(zhì)的作用是調(diào)節(jié)溶液酸性，使pH為3～4．現(xiàn)有下列試劑，可選用的有BC（填代號）．
A．氨水B．Cu（OH）₂     C．Cu₂（OH）₂ CO₃  D．Na₂CO₃ 
（3）若Y用CuO，則除去Fe³⁺的離子方程式是CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O
（4）溶液Z在蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)應(yīng)注意通入HCl氣體（或加入鹽酸），并不斷攪拌且不能蒸干．

Answer 1

分析 工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液Z為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體，以此解答該題．

解答 解：工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液Z為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體．
（1）依據(jù)流程圖可知實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽渎然�銅晶體，需要除去亞鐵離子，加入的X為氧化劑，但不能引入新的雜質(zhì)，X是過氧化氫溶液，酸性溶液中也可以氧化亞鐵離子為鐵離子且不引入新的雜質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：H₂O₂；2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物質(zhì)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時(shí)鐵離子全部沉淀，銅離子不能沉淀且不能引入新的雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)需要加入和酸反應(yīng)的固體物質(zhì)CuO或Cu（OH）₂，已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH為4～5時(shí)不水解，而Fe³⁺幾乎完全水解而沉淀，調(diào)節(jié)溶液PH值4--5，使鐵離子完全沉淀；
故答案為：BC；
（3）Y用CuO，可與酸反應(yīng)生成銅離子和水，增大溶液pH，有利于鐵離子的水解，方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（4）氯化銅水溶液蒸發(fā)濃縮，銅離子水解，CuCl₂+H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，生成的氯化氫揮發(fā)，加熱促進(jìn)水解正向進(jìn)行，得到氫氧化銅，所以實(shí)驗(yàn)需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)，抑制水解反應(yīng)進(jìn)行，析出得到氯化銅晶體；
故答案為：通入HCl氣體（或加入鹽酸），并不斷攪拌且不能蒸干．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)的分離與提純方法綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，需要注意除雜不能引入新的雜質(zhì)，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>