题目内容
某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量铜粉、氧化铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，其制备步骤如下：
实验过程中溶液pH控制及所用的物质x，y参照下表确定：
表I
表II
请填写下列空白
（1）溶液I一定含有的金属阳离子是 ；沉淀Ⅱ的成分（化学式）是 ．
（2）步骤②加入的试剂x可选用表Ⅱ中的 （填序号，且选出全部合理的）．
（3）步骤③加入的试剂y可选用表Ⅱ中的 （填序号，且选出全部合理的）．
（4）步骤⑤要得到无水CuCl2，应控制的一定条件是 ．
实验过程中溶液pH控制及所用的物质x，y参照下表确定：
| 氧化剂 | 调节pH的物质 | ||
| A | 双氧水 | E | 氨水 |
| B | 高锰酸钾 | F | 碱式碳酸铜 |
| C | 氯水 | G | 氧化铜 |
| D | 硝酸 | H | 氢氧化铜 |
| 物质 | 开始沉淀时pH | 完全沉淀时pH |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.6 |
| Cu（OH）2 | 5.2 | 6.4 |
请填写下列空白
（1）溶液I一定含有的金属阳离子是
（2）步骤②加入的试剂x可选用表Ⅱ中的
（3）步骤③加入的试剂y可选用表Ⅱ中的
（4）步骤⑤要得到无水CuCl2，应控制的一定条件是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：粗氧化铜中含氧化铜（含少量铜粉、氧化铁及不溶于酸的杂质），加入过量盐酸，氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，过滤，溶液Ⅰ中含铁离子、亚铁离子、铜离子、氢离子、氯离子；从实验目的来看，应把铁元素除去，调节pH=5，只有铁离子沉淀，亚铁离子不沉淀，故应先把亚铁离子氧化成铁离子，故加入的X为氧化剂，为了不引入新的杂质，可选用过氧化氢或氯水，溶液Ⅱ含铁离子、铜离子、氢离子等阳离子；加入Y是调节pH，从不引入杂质考虑，应选用含铜的化合物，沉淀Ⅱ为氢氧化铁，溶液Ⅲ中含铜离子和氯离子，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化铜晶体；在氯化氢氛围中加热氯化铜晶体得到无水氯化铜．
（1）氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子；铁元素以氢氧化铁沉淀形式除去；
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子；
（3）调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，但不能引入新的杂质；
（4）控制条件抑制氯化铜的水解，以便得到氯化铜晶体．
（1）氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子；铁元素以氢氧化铁沉淀形式除去；
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子；
（3）调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，但不能引入新的杂质；
（4）控制条件抑制氯化铜的水解，以便得到氯化铜晶体．
解答：
解：（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，反应的离子方程式是：CuO+2H+=Cu2++H2O，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，反应的方程式为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，过滤，溶液Ⅰ中含铁离子、亚铁离子、铜离子、氢离子；加入的X为氧化剂，为了不引入新的杂质，可选用过氧化氢或氯水，把亚铁离子氧化成铁离子，溶液Ⅱ含铁离子、铜离子、氢离子等阳离子；加入Y是调节pH，使铁离子生成氢氧化铁，铜离子不沉淀，故沉淀Ⅱ为氢氧化铁；故答案为：Fe3+、Cu2+、Fe2+、H+；Fe（OH）3；
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，
A．双氧水还原产物为水，不会引入新的杂质，可选；
B．高锰酸钾还原产物为锰离子，还有钾离子，引入了新的杂质，不选；
C．氯气的还原产物为氯离子，不会引入新的杂质，可选；
D．硝酸还原产物为氮的氧化物，会造成污染，且过量硝酸会引入硝酸根离子，不选；
故答案为：AC；
（3）加入氨水可调节pH，但引入了新的杂质铵根离子，铜的化合物氧化铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜都可和氢离子反应，能调节pH，且不会引入新的杂质，故可以；
故答案为：FGH；
（4）步骤⑤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2?2H2O，是为了抑制铜离子的水解得到氯化铜晶体同时带走产生的水蒸气，
故答案为：干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解，还能带走CuCl2?2H2O受热产生的水汽．
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，
A．双氧水还原产物为水，不会引入新的杂质，可选；
B．高锰酸钾还原产物为锰离子，还有钾离子，引入了新的杂质，不选；
C．氯气的还原产物为氯离子，不会引入新的杂质，可选；
D．硝酸还原产物为氮的氧化物，会造成污染，且过量硝酸会引入硝酸根离子，不选；
故答案为：AC；
（3）加入氨水可调节pH，但引入了新的杂质铵根离子，铜的化合物氧化铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜都可和氢离子反应，能调节pH，且不会引入新的杂质，故可以；
故答案为：FGH；
（4）步骤⑤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2?2H2O，是为了抑制铜离子的水解得到氯化铜晶体同时带走产生的水蒸气，
故答案为：干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解，还能带走CuCl2?2H2O受热产生的水汽．
点评：本题考查了物质制备实验设计、物质分离的实验基本操作，物质性质的理解和掌握是解题关键，题目难度中等．分离和除杂一定要符合除杂原则，不能引入新的杂质．
练习册系列答案
特高级教师点拨系列答案
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下列有关实验中安全操作或事故处理中正确的是 （ ）
| A、将100g水倒入100g 98% 硫酸溶液中配制成49% 的硫酸溶液 |
| B、给试管里的液体加热时，液体体积不得超过试管容积的1/3 |
| C、使用胶头滴管时，应将滴管尖嘴伸进试管内，以免液体外流 |
| D、不小心将浓硫酸洒到桌面上，应先用抹布擦，再用大量水冲洗 |
）和C．经元素分析及相对分子质量测定，确定C的分子式为C7H6O3，C遇FeCl3水溶液显紫色，与NaHCO3溶液反应有CO2产生．
在密闭容器中，发生反应：xA（g）+yB（g）?zC（g）．反应达到平衡时，A的浓度为0.5mol/L；若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，达到新平衡时A的浓度降为0.3mol/L．下列判断正确的是（ ）
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