题目内容
15.铁、铜单质及其化合物应用范围很广.现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),为制取纯净的 CuCl2•2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:已知Cu2+、Fe3+和 Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH,见表:
| Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 氢氧化物开始沉淀时的 pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
| 氢氧化物完全沉淀时的 pH | 3.0 | 9.0 | 6.7 |
(1)常温下,计算 Fe(OH)3的溶度积Ksp=10-38(mol•L-1)4(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L 时则沉淀完全.)
(2)加入氧化剂的目的将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成沉淀与Cu2+分离.
(3)最适合作氧化剂X的是C.
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(4)加入的物质 Y 是CuO(或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3).
(5)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.
分析 氯化亚铁和氯化铜的混合液中,加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH可以将铁离子沉淀,得到氯化铜的水溶液,然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体,
(1)当c(Fe3+)=10-5mol/L时,认为沉淀完全,此时pH=4,即c(OH-)=1×10-10,根据Ksp=c(Fe3+)•c3(OH-)计算;
(2)加入氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,易除去,据此回答;
(3)选择的氧化剂不能引进新的杂质离子是最佳氧化剂;
(4)在调节pH时,加入的物质不能引进新杂质;
(5)饱和氯化铁溶液中铁离子水解呈酸性,加入碳酸钙粉末,碳酸钙与酸反应生成二氧化碳气体,同是促进铁离子的水解而产生氢氧化铁沉淀.
解答 解:根据流程图,氯化亚铁和氯化铜的混合液中,加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH可以将铁离子沉淀,得到氯化铜的水溶液,然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体,
(1)当c(Fe3+)=10-5mol/L时,认为沉淀完全,此时pH=3,即c(OH-)=1×10-11,Ksp=c(Fe3+)•c3(OH-)=10-5×(1×10-11)3=1×10-38(mol•L-1)4,
故答案为:10-38(mol•L-1)4;
(2)根据实验目的,加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离,
故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成沉淀与Cu2+分离;
(3)K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性,能将亚铁离子氧化,但是K2Cr2O7、HNO3、KMnO4能引进新的杂质离子,双氧水是绿色氧化剂,得到的还原产物是水,不会引进杂质离子,
故答案为:C;
(4)中和溶液的酸性,调节pH,将铁离子沉淀,铜离子不沉淀,可以加入CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3),
故答案为:CuO(或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3);
(5)饱和氯化铁溶液中铁离子水解呈酸性,加入碳酸钙粉末,碳酸钙与酸反应生成二氧化碳气体,同是促进铁离子的水解而产生氢氧化铁沉淀,所以出现的现象为碳酸钙逐渐溶解,产生气泡和红褐色沉淀;
故答案为:碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.
点评 本题考查除去氯化铜中氯化亚铁并得到氯化铜晶体的方法,难度不大,注意除杂不能引入新的杂质,学生应注意分析解决问题以及灵活应用所学知识的能力.
| A. | 1 L 0.1 mol/L的NaHSO3溶液中含HSO3-的数目为0.1NA | |
| B. | 已知2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6 kJ/mol,则将1 mol SO2与足量O2混合后充分反应放出的热量为98.3 kJ | |
| C. | 惰性电极电解硫酸铜的溶液,当阳极生成6.4 g铜时,阴极产生的气体在标准状况下为1.12 L | |
| D. | 金属发生吸氧腐蚀时,消耗1 mol O2,转移电子数为4NA |
(1)A是实验室用石灰石制取CO2的装置.离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑.
(2)C中U型管内装的是Na2O2粉末,写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:2Na2O2+2CO2=2NaCO3+O2.
(3)填写表中空格
| 仪器 | 加入试剂 | 加入试剂的目的 |
| B | 饱和NaHCO3溶液 | |
| D | 吸收过量CO2 | |
| 图Ⅰ碱性锌锰电池 | 图Ⅱ铅蓄电池 | 图Ⅲ电解精炼铜 | 图Ⅳ银锌纽扣电池 |
| A. | 图Ⅰ所示电池中,锌为负极,MnO2的作用是催化剂 | |
| B. | 图II所示电池二氧化铅为正极,放电过程中硫酸浓度不变 | |
| C. | 图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变 | |
| D. | 图IV所示电池工作过程中,Ag2O是氧化剂 |
| A. | 锥形瓶 | B. | 试管 | C. | 分液漏斗 | D. | 容量瓶 |
①H2S 溶于水是弱酸,HC1 溶于水是强酸
②向氢硫酸溶液中通入氯气有单质硫生成
③稳定性:H2S<HCl
④高氯酸(HClO4)的酸性比硫酸强.
| A. | ①②④ | B. | ②④ | C. | ②③④ | D. | ①②③④ |
| A. | 三氧化硫 | B. | 干冰 | C. | 蔗糖溶液 | D. | 硫酸钡 |
| A. | 若提取1 mol Br2,至少需要标准状况下44.8 L的Cl2 | |
| B. | 工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁 | |
| C. | 富集溴元素过程中,空气吹出法利用了溴易挥发的性质 | |
| D. | 工业溴中含少量Cl2,可用氢氧化钠溶液除去 |
| A. | 物质的量浓度为0.5 mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-的数目为 NA | |
| B. | 0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3 NA | |
| C. | 标准状况下,22.4LH2O含有的分子数为NA | |
| D. | 一定条件下2.3gNa与一定量氧气反应生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数一定为0.1NA |