Question

【題目】某興趣小組用粗CuO(僅含雜質(zhì)FeO)制備氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)并進一步測定純度，具體流程如下：

相關(guān)信息如下：

①氯化銅從水溶液中結(jié)晶時，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在26～42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到無水物。

②金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍。

金屬離子	pH
	開始沉淀	完全沉淀
Fe3+	1.5	2.8
Fe2+	5.5	8.3
Cu2+	5.2	6.4

(1)步驟II加入稍過量的雙氧水的目的是___。

(2)步驟III，需要用到下列所有的操作：

a.用鹽酸溶解 b.調(diào)pH=3.0 c.調(diào)pH=7.0 d.洗滌 e.過濾。

請給出上述操作的正確順序________(操作可重復使用)。

(3)步驟IV的裝置圖如圖：

①持續(xù)通入HCl的作用是________。

②加熱蒸發(fā)濃縮，當溶液體積減少到原來的時，調(diào)整水浴溫度控制在_______時析出晶體，抽濾，洗滌，干燥。

③關(guān)于上述操作的說法不合理的是________。

A.抽濾時，需用玻璃纖維替代濾紙

B.洗滌晶體時應先關(guān)閉水龍頭，再加入洗滌劑

C.抽濾完畢時，斷開水泵和吸濾瓶之間的橡膠管，再關(guān)閉水龍頭

D.為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體宜采用低溫干燥

(4)用“間接碘量法”測定CuCl2·2H2O樣品的純度，過程如下：取0.4000g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色CuI沉淀，滴入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.1000mol·L-1Na2S2O3 標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液20.00mL。(滴定反應為I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)

①寫出生成白色CuI沉淀的離子方程式________。

②該樣品中CuCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為________。

Answer 1

【答案】將Fe2+完全氧化成Fe3+ beceda 抑制Cu2+水解，增大Cl-濃度，有利于CuCl2·2H2O結(jié)晶 26～42℃ B 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 85.50%

【解析】

CuO(FeO)與HCl反應產(chǎn)生CuCl2、FeCl2，然后向反應后的溶液中加入H2O2，FeCl2被氧化產(chǎn)生FeCl3，然后調(diào)節(jié)溶液的pH至2.8<pH<5.2，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，然后過濾，得到CuCl2溶液，將溶液蒸發(fā)濃縮，調(diào)整水溫至26～42℃得到CuCl2·2H2O，然后在HCl氣氛中加熱得到無水CuCl2。

(1)步驟II加入稍過量的雙氧水的目的是發(fā)生反應：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，使Fe2+完全被氧化成Fe3+。

(2)步驟III，需要用到下列所有的操作，首先調(diào)pH=3.0，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，然后將其過濾除去，再調(diào)pH=7.0，使Cu2+形成Cu(OH)2沉淀，再過濾，得到Cu(OH)2沉淀，然后洗滌，除去Cu(OH)2沉淀表面的雜質(zhì)，用稀鹽酸溶解，就得到純凈的CuCl2溶液，故合理順序是beceda。

(3)①在步驟IV中持續(xù)通入HCl的作用是抑制Cu2+水解，增大Cl-濃度，有利于CuCl2·2H2O結(jié)晶；

②加熱蒸發(fā)濃縮，當溶液體積減少到原來的時，調(diào)整水浴溫度控制在至26～42℃時析出晶體，抽濾，洗滌，干燥。

③A.溶液顯強酸性，會腐蝕濾紙，因此抽濾時，需用玻璃纖維替代濾紙，A正確；

B.洗滌晶體時不要關(guān)閉水龍頭，應用蒸餾水緩慢淋洗沉淀，抽濾后關(guān)閉水龍頭，B錯誤；

C.抽濾完畢時，斷開水泵和吸濾瓶之間的橡膠管，以防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，C正確；

D.由于結(jié)晶水合物在溫度較高時會失去結(jié)晶水，發(fā)生水解反應，為防止變質(zhì)，得到純凈的CuCl2·2H2O晶體宜采用低溫干燥，D正確；

故合理選項是B。

(4)①CuCl2與過量的KI發(fā)生氧化還原反應，產(chǎn)生CuI、I2、KCl，反應的離子方程式為：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；

②根據(jù)反應方程式2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可得關(guān)系式：2Cu2+～I2～2S2O32-，n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.02L=0.00200mol，則n(Cu2+)=0.00200mol，根據(jù)Cu元素守恒，可得m(CuCl2·2H2O)=0.00200mol×171g/mol=0.3420g，所以該樣品中CuCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為(0.3420g÷0.4000g)×100%=85.50%。