题目内容

【题目】某兴趣小组用粗CuO(仅含杂质FeO)制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)并进一步测定纯度,具体流程如下:

相关信息如下:

①氯化铜从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在1525.7℃得到三水物,在2642℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。

②金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围。

金属离子

pH

开始沉淀

完全沉淀

Fe3+

1.5

2.8

Fe2+

5.5

8.3

Cu2+

5.2

6.4

(1)步骤II加入稍过量的双氧水的目的是___

(2)步骤III,需要用到下列所有的操作:

a.用盐酸溶解 b.pH=3.0 c.pH=7.0 d.洗涤 e.过滤。

请给出上述操作的正确顺序________(操作可重复使用)

(3)步骤IV的装置图如图:

①持续通入HCl的作用是________

②加热蒸发浓缩,当溶液体积减少到原来的时,调整水浴温度控制在_______时析出晶体,抽滤,洗涤,干燥。

③关于上述操作的说法不合理的是________

A.抽滤时,需用玻璃纤维替代滤纸

B.洗涤晶体时应先关闭水龙头,再加入洗涤剂

C.抽滤完毕时,断开水泵和吸滤瓶之间的橡胶管,再关闭水龙头

D.为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体宜采用低温干燥

(4)间接碘量法测定CuCl2·2H2O样品的纯度,过程如下:取0.4000g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色CuI沉淀,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3 标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL(滴定反应为I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)

①写出生成白色CuI沉淀的离子方程式________

②该样品中CuCl2·2H2O的质量分数为________

【答案】Fe2+完全氧化成Fe3+ beceda 抑制Cu2+水解,增大Cl-浓度,有利于CuCl2·2H2O结晶 2642 B 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 85.50%

【解析】

CuO(FeO)HCl反应产生CuCl2FeCl2,然后向反应后的溶液中加入H2O2FeCl2被氧化产生FeCl3,然后调节溶液的pH2.8<pH<5.2,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,然后过滤,得到CuCl2溶液,将溶液蒸发浓缩,调整水温至2642℃得到CuCl2·2H2O,然后在HCl气氛中加热得到无水CuCl2

(1)步骤II加入稍过量的双氧水的目的是发生反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,使Fe2+完全被氧化成Fe3+

(2)步骤III,需要用到下列所有的操作,首先调pH=3.0,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,然后将其过滤除去,再调pH=7.0,使Cu2+形成Cu(OH)2沉淀,再过滤,得到Cu(OH)2沉淀,然后洗涤,除去Cu(OH)2沉淀表面的杂质,用稀盐酸溶解,就得到纯净的CuCl2溶液,故合理顺序是beceda

(3)步骤IV中持续通入HCl的作用是抑制Cu2+水解,增大Cl-浓度,有利于CuCl2·2H2O结晶;

②加热蒸发浓缩,当溶液体积减少到原来的时,调整水浴温度控制在至2642℃时析出晶体,抽滤,洗涤,干燥。

A.溶液显强酸性,会腐蚀滤纸,因此抽滤时,需用玻璃纤维替代滤纸,A正确;

B.洗涤晶体时不要关闭水龙头,应用蒸馏水缓慢淋洗沉淀,抽滤后关闭水龙头,B错误;

C.抽滤完毕时,断开水泵和吸滤瓶之间的橡胶管,以防止倒吸现象的发生,C正确;

D.由于结晶水合物在温度较高时会失去结晶水,发生水解反应,为防止变质,得到纯净的CuCl2·2H2O晶体宜采用低温干燥,D正确;

故合理选项是B

(4)CuCl2与过量的KI发生氧化还原反应,产生CuII2KCl,反应的离子方程式为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

②根据反应方程式2Cu2++4I-=2CuI↓+I2I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可得关系式:2Cu2+I22S2O32-n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.02L=0.00200mol,则n(Cu2+)=0.00200mol,根据Cu元素守恒,可得m(CuCl2·2H2O)=0.00200mol×171g/mol=0.3420g,所以该样品中CuCl2·2H2O的质量分数为(0.3420g÷0.4000g)×100%=85.50%

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