Question

4．某同學(xué)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(wú)水氯化銅，流程如圖所示：

（1）步驟①中氧化銅與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）步驟②中加入H₂O₂的是為了將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，F(xiàn)e²⁺與H₂O₂在酸性溶液中反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）已知：

	氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH
Fe3+	1.9	3.2
Cu2+	4.7	6.7
Fe2+	7.0	9.0

步驟③中調(diào)節(jié)pH的最佳范圍為3.2-4.7，
步驟③中可以用于調(diào)節(jié)溶液pH的試劑X是bc：
a．NaOH        b．CuO        c．  Cu（OH）₂     d．NH₃•H₂O
（4）步驟⑤中要得到無(wú)水CuCl₂，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O，原因是在干燥的HCl氣流中抑制Cu²⁺的水解，且?guī)ё逤uCl₂•xH₂O受熱產(chǎn)生的水氣，故能得到無(wú)水氯化銅．

Answer 1

分析 粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質(zhì)，將粗CuO溶于過(guò)量鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過(guò)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(guò)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）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；
（3）當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液的pH為3.2，當(dāng)銅離子出現(xiàn)沉淀時(shí)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．
（4）氯化氫抑制氯化銅的水解，以便達(dá)到氯化銅晶體．

解答 解：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質(zhì)，將粗CuO溶于過(guò)量鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過(guò)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(guò)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(guò)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）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(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液的pH為3.2，當(dāng)銅離子出現(xiàn)沉淀時(shí)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，調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，則可以加入CuO或 Cu（OH）₂，可選擇bc；故答案為：3.2-4.7；bc；
（4）氯化銅水解，在干燥的HCl氣流中抑制Cu²⁺的水解，且?guī)ё逤uCl₂•xH₂O受熱產(chǎn)生的水氣，故能得到無(wú)水氯化銅，
故答案為：在干燥的HCl氣流中抑制Cu²⁺的水解，且?guī)ё逤uCl₂•xH₂O受熱產(chǎn)生的水氣，故能得到無(wú)水氯化銅；

點(diǎn)評(píng) 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(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查整體分析解答能力，會(huì)根據(jù)儀器的作用選取儀器，難點(diǎn)是確定調(diào)節(jié)溶液的pH時(shí)pH的取值范圍，題目難度中等．