Question

4．某化學(xué)小組用粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì)）制取無(wú)水氯化銅，其實(shí)驗(yàn)流程如下所示：

（1）步驟①中氧化銅與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）步驟①、③的過(guò)濾操作中，除用到鐵架臺(tái)（帶鐵圈）外，還需要使用的玻璃儀器是普通漏斗、玻璃棒、燒杯．
（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
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(qǐng)回答：
步驟②的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
步驟③中調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2至4.7，試劑Y是d（填字母）．
（4）步驟⑤要得到無(wú)水氯化銅，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O，其原因是干燥的HCl氣流既可抑制Cu²⁺的水解，還能帶走CuCl₂•2H₂O受熱產(chǎn)生的水汽．

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）氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水；
（2）依據(jù)過(guò)濾裝置中的儀器分析回答；
（3）操作②是加入氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子但不能引入新的雜質(zhì)，氧化劑選擇過(guò)氧化氫；步驟③是加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子完全沉淀；
（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）步驟①中氧化銅與鹽酸反應(yīng)氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水，反應(yīng)的離子方程式是：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）過(guò)濾裝置中的玻璃儀器有普通漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯；
（3）操作②是加入氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子但不能引入新的雜質(zhì)，氧化劑選擇過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
步驟③是加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH到大于3.2，小于4.7，使鐵離子完全沉淀；
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；3.2至4.7；d；
（4）步驟⑤要得到無(wú)水氯化銅，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O，是為了抑制銅離子的水解得到氯化銅晶體同時(shí)帶走產(chǎn)生的水蒸氣；
故答案為：干燥的HCl氣流既可抑制Cu²⁺的水解，還能帶走CuCl₂•2H₂O受熱產(chǎn)生的水汽．

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．