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【题目】氯氧化铜[xCuO·yCuCl2·zH2O]在农业上用作杀菌剂。工业上用铜矿粉(主要含Cu2(OH)2CO3Fe3O4等)为原料制取氯氧化铜的流程如下:

⑴“调节pH”并生成Fe(OH)3时反应的离子方程式为______

⑵调节pH,要使常温溶液中c(Cu2)0.022mol·L-1,而c(Fe3)1×106mol·L-1,则应调节pH的范围为______。{已知Ksp[Cu(OH)22.2×1020]Ksp[Fe(OH)31×1036]

⑶为测定氯氧化铜的组成,现进行如下实验:

步骤Ⅰ:称取0.4470 g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量30%的硝酸使固体完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂,用0.1000mol·L1 AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl,滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00 mL

步骤Ⅱ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量硫酸使固体完全溶解。向溶液中加入过量的KI固体,充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液,用0.2000mol·L1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL

已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下:

2Cu2+4I2CuI↓I2 2Na2S2O3I22NaINa2S4O6

①已知Ag2CrO4为砖红色沉淀,步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是_______

②通过计算确定氯氧化铜的化学式________________(写出计算过程)。

【答案】4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6Cu2++3CO2 [4,5] 当加入最后一滴AgNO3溶液时,出现砖红色沉淀 3CuO·CuCl2·4H2O

【解析】

铜矿粉溶于盐酸溶液中,含有Cu2+Fe2+Fe3+,加双氧水将Fe2+氧化成Fe3+,此时溶液中存在着Fe3+的水解平衡,加入碱式碳酸铜调节pH值,使Fe3+转化成沉淀除去。加入石灰乳将Cu2+沉淀:

1Fe3+水解平衡:Fe3+3H2OFe(OH)33H+Cu2(OH)2CO3消耗H+ H+浓度减小使平衡正向移动, Fe3+转化成氢氧化铁沉淀而除去,Cu2(OH)2CO34H+2Cu2+CO2↑+3H2O,将俩方程式加和就得到了:4Fe3+3Cu2(OH)2CO33H2O4Fe(OH)36Cu2+3CO2

2)使溶液中的Fe3+完全变成沉淀时的pH计算:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-36=cFe3+)×c3OH),cFe3+=1×10-6molL1,解得cOH=1×1010molL1pH=4;使常温溶液中c(Cu2)0.022mol·L-1 pH计算:Ksp[Cu (OH)2]=2.2×1020=cCu2+)×c2OH),cCu2+=0.022molL1,解得cOH=1×109molL1pH=5;故pH 范围:[45]

3)①当氯离子已沉淀完全,多加入一滴AgNO3溶液时,CrO42开始沉淀出现砖红色。

②n(Cl)=nAgNO3=0.1000 mol·L1×0.02 L=0.002 mol,由方程式知:Cu2+ ~ Na2S2O3n(Cu2+ ) = n(Na2S2O3)= 0.2000 mol·L1×0.02 L=0.004 mol,结合氯氧化铜化学式[xCuO·yCuCl2·zH2O]得n(CuO)= 0.003 moln(CuCl2)= 0.001 mol

n(H2O)= = 0.004 moln(CuO)n(CuCl2)n(H2O)=xyz=3:1:4,故氯氧化铜的化学式:3CuO·CuCl2·4H2O

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